脑干的功能性解剖

腦幹的功能性解剖蔡明達洪祖培簡介神經系統可分成中樞神經系統和周邊神經系統，兩個系統共同合作彼此連結，完成神經系統的功能。

前者包括腦和脊髓，後者包含12對的顱神經和31對脊神經。

神經組織主要由神經元及神經膠細胞構成；神經元可傳導神經衝動，神經膠細胞可以支持、保護和滋養神經元。

存在於皮膚和器官中的末梢神經受器，接受對外在和內在的刺激產生神經衝動，向上傳導到中樞神經系統，在此整合，經過組織化的認知，做出意識層次的決定以及下意識層次的反射反應，接著將此反應經由傳出神經構造將訊息送達肌肉和腺體，做出適當的反應，達到內在平衡(internal homeostasis)，維繫個體的健康與生存。

腦和脊髓分別在顱腔和脊椎管中而受保護，腦脊髓膜由硬腦膜、蜘蛛網膜和軟腦膜構成。

硬腦膜緊貼顱骨和脊椎，蜘蛛網膜下腔為腦脊髓液循環經過之空腔，而軟腦膜則緊貼在大腦及脊髓之表面。

腦部又可細分為大腦、間腦、腦幹及小腦。

出枕骨大孔則是脊髓，連接周圍神經。

大腦大腦的外層含細胞體和短神經纖維稱為皮質，皮質會有向內的彎區形成腦回，大腦被一個直的縱裂分成左右大腦半球，縱裂的基部是胼胝體，此為聯絡左右大腦的纖維束所形成；功能上，左側大腦含運動語言中樞，負責說話的能力，右側大腦在立體空間關係上優於左腦。

每一個大腦半球皆有四葉：額葉、頂葉、顳葉和枕葉。

功能上，額葉含控制隨意骨骼肌運動的初級運動區，並有額前聯結區執行較高智能的意識活動，如集中注意力、計劃並解決複雜的問題，判斷行為可能造成的後果等高階皮質功能；頂葉有認知體感初級感覺區，並有感覺聯結區，能夠了解語言和使用文字以表達思想，也能負責立體空間建構與思維；顳葉有初級聽覺區，並有聽覺聯結區能解釋聽覺經驗，並和其他體感視覺印象，音樂鑑賞等有綜合聯絡的能力；枕葉有初級視覺中樞，並有視覺聯結區可以統合視覺和其他感覺經驗，做出解釋及反應(圖一)。

基底核、邊緣系統及小腦皮質下有基底核群，協調身體各部的運動，學習新的運動模式。

另外有邊緣系統連結額葉、顳葉及間腦的部分構造，司營記憶、喜怒哀樂等情緒反應、性衝動，這些功能皆與個體的生存和種族的繁衍有關。

間腦位於第三腦室彎，包括下視丘和視丘。

下視丘主控維持內在環境的恆定，含有調節飢餓、睡眠、口渴、體溫、水分平衡和血壓的中樞，並與腦下腺功能有關；視丘為體感傳入神經抵達大腦中樞前的轉運站，並與基底核一般含有調節運動模式的功能。

小腦位於大腦後部下方，前面以第四腦室與腦幹分隔，主要功能是維持肌肉正常張力、並協調肌肉動作，使得運動平滑順暢。

腦幹腦幹就位於銜接在大腦、間腦與脊髓中間。

周圍神經所有上行的訊息都經腦幹向上傳導；中樞的所有指令也經腦幹向下經脊髓到周圍神經所分佈的肌肉與腺體執行，如此佔有非常重要的樞紐地位。

由上而下，腦幹分成中腦、橋腦和延髓：中腦包圍大腦導水管，除了做為大腦－脊髓及大腦－小腦間神經徑的延遲站之外，還有視覺、聽覺和觸覺的反射中樞；橋腦為大腦－小腦徑的延遲站並和延髓共同調節呼吸速率；延髓則含有一些調節心跳、呼吸和血壓的生命中樞，以及嘔吐、咳嗽、吞嚥的反射中樞。

腦部與意識有關的構造可分為兩部分，第一是大腦半球，與意識清醒時反應出來的內涵，負責認識、分辨周圍環境之能力有關。

第二部分是腦幹上半段的上昇性網狀賦活系統(ascending reticular activating system, ARAS)，專司一個人的清醒與睡眠，如果這個系統有障礙，人就不能被喚醒。

在正常的意識狀況，必須兩部分均有正常功能，如果腦幹的上昇性賦活系統破壞而失去功能，則不論大腦半球是否健全這個人將長久呈現昏睡狀況，如果大腦半球功能仍在，病人則呈現植物人狀況，但如果大腦功能也嚴重缺失，則病人死亡的機會十分高(圖二)。

解剖上，腦幹長約8cm，下接脊髓，上連間腦，背面有小腦覆蓋，由上而下可分為中腦(midbrain)、橋腦(pons)及延髓(medulla oblongata)三部分；將腦幹整體依水平切面觀察又可分為前中後三部分解剖構造，分別是基部(basis)、蓋膜(tegmentum)及頂蓋(tuctum)。

1. 基部：腦幹的基部包含由大腦皮質下行的運動徑，及分散在其中的橋腦神經核。

運動徑包含二部分：(1)椎狀徑(pyramidal tracts)，包括皮質延髓徑(corticobulbar tracts)和皮質脊徑(corticospinal tracts)；(2)大腦橋腦徑(corticopontine tracts)，這是由大腦皮質經橋腦到小腦的運動神經路徑。

若進一步詳細說明，中腦的基部包括了上述三個神經束，並無神經核；橋腦基部體積最大，主要是因它含有基部唯一的橋腦神經核，這些神經核接收了大腦橋腦徑的纖維，而傳出到小腦，皮質脊徑及皮質延髓徑，都經橋腦到達了延髓的基部。

延髓的基部體積最小，這是由於大部分的皮質延髓徑神經已經進入中腦、橋腦部分，而皮質脊徑在延髓的部分外形成椎狀體，叫做延髓椎(medullary pyramidas)，因此這些傳導的運動路徑總稱為椎狀徑(pyramidal tracts)。

2. 蓋膜：內含灰質與白質兩部分。

灰質的主要組成有：(1)第3對到第12對腦神經(第11對除外)的運動及感覺神經核；(2)網狀構造(reticular formation)神經核及(3)補充性(supplementary)運動及感覺神經核。

包括延髓的下橄欖核(inferior olivary nuclei)、橋腦的基底核、中腦的紅核(red nuclei)及黑質體(substantia nigra)。

蓋膜的白質則包含(1)所有由脊髓或腦神經核傳導到小腦、腦幹及視丘的上升性感覺徑，(2)內側縱束(medial longitudinal fasciculus)，(3)小腦傳入及傳出路徑，(4)連接蓋膜、間腦及前腦灰質的蓋膜中央束(central tegmental tract)，以及(5)位於網狀構造中大量的未命名神經路徑。

3. 頂蓋：腦幹的頂蓋是指第四腦室後面的部分，由上而下分別是中腦的四疊板(quadrigeminal plate)、橋腦的前髓帆及延髓的後髓帆(anterior and posterior medullary vela)；頂蓋部分不含腦神經核，無網狀構造，也沒有直接上行及下行的感覺及運動路徑。

三叉神經三叉神經的運動核位於橋腦蓋膜的上端，負責咀嚼肌(嚼肌、顳肌、翼肌)及張鼓膜肌(tensor tympani)的活動。

感覺核則包括：(1)傳導本體感覺(propriception)的中腦核，位於中腦。

(2)傳導觸覺的感覺主核(main sensory nucleus)，位於橋腦及(3)傳導疼痛和溫度的三叉神經脊椎核，向下傳導到延髓和頸椎上半段的地方，位於延髓。

離開腦幹後，三叉神經分為三個主要的分枝：視分枝、上頷分枝及下頷分枝。

顏面的感覺訊息神經經由三叉神經核向上傳導，大部分主核及脊髓核的傳出神經交叉到對側的三叉神經蹄係，而部分主核及中腦核纖維未交叉走在同側三叉神經蹄係；再向上傳導到視丘及大腦皮質；有些傳出纖維經由網狀構造傳到相對應的顱神經運動核，形成反射弧包括下頷反射(三叉神經－三叉神經)、角膜反射(三叉神經－顏面神經反射)、噴嚏反射(三叉神經－網狀構造--皮質延髓徑及皮質脊徑反射)。

第八對顱神經的平衡部分有關人體平衡訊息接受，需要靠二種接受器：顳骨內的三半規管含有壺腹脊(cristae of the ampullae)偵測旋轉及角度的加速、減速，而橢圓囊(utricle)及球囊(saccule)則用來偵測用力向下拉所引起的直線加速變化。

這些平衡訊息傳導到內耳道的平衡神經節，這裡的雙極神經元為第一個神經元，將訊息向中樞神經傳導。

在內耳通道內平衡神經部分與聽神經與顏面神經走在一起，經由橋腦、延髓的交界處進入腦幹部。

進入腦幹部之後，平衡神經纖維走向前到達前庭神經核(vestibular nuclei)，聽神經纖維則走向後到達聽神經核。

其中平衡神經訊息則傳達到前庭神經核，小腦及網狀構造。

在腦幹內的四個前庭神經核則是平衡傳導路徑的第二個神經元，它們接受的傳入訊息包括：第八對前庭神經的平衡訊息，脊椎前庭衡束(spinovestibular tract)，小腦前庭束(cebellovestibular tract)及網狀前庭束(reticulovestibular tract)。

而它的傳出神經元則到達下列地方以進行不同功能：(1) 內側縱束(medial longitudinal fasciculus)，由此將訊息傳達到第3,4,6對負責眼睛活動的神經，由此再由傳達訊息的神經元傳達到脊椎，因此，這條路徑可以調節眼睛運動及頭部姿勢，以成協調作用。

(2) 前庭脊束(vestibulospinal tracts)直接傳導到脊椎的運動神經，這條神經束可以強化伸展肌肉的收縮，用以支持身體對抗重力的牽引。

(3) 前庭小腦路徑，此路徑被認為與身體縱軸肌肉維持上身垂直有關，是平衡網狀路徑，這種路徑一般認為與平衡神經異常所造成的噁心、嘔吐、臉色慘白、低血壓等反射作用有關，例如暈車。

(4) 前庭視丘皮質路徑，可以傳導平衡訊息到大腦皮質；此條路徑與平衡系統出現問題時，個體會注意到噁心、暈眩有關。

腦幹反射所謂反射反應，是指當有足量的外在刺激傳入神經系統時，在不經過意識決定與控制的情況，經由反射中樞做出反應，將訊息傳到傳出神經系統以及肌肉組織做出迅速的反應。

在腦幹這個複雜構造中，主導著很多重要的反射活動，通常這些反射動作無法正常運作時，也代表腦幹部的功能出現了嚴重的異常狀態。

1. 瞳孔對光反射(pupillary light reflex)：此反射是腦幹上段中腦的功能：瞳孔對光反射的檢查中，用強光照射一側的瞳孔，光線刺激過後會發現兩側瞳孔有對稱性收縮的現象叫做瞳孔光反射。

傳入神經是由光線刺激到眼球視網膜的光線接收細胞，在顳側的訊息會經由視交叉的外側傳到同一側的頂蓋前核(pretectal nucleus)，如果是在皮側的另一訊息則會在視交叉傳導到對側的頂蓋前核，訊息再由頂蓋前核傳導到中腦的艾定魏佛核(Edinger-Westphal nucleus)，這是動眼神經束核區的一員，傳出神經是屬於副交感神經系統，其中的節前神經(pregiaglionice miber)的源頭就是艾定魏佛核，由此經由動眼神經傳入到一方內的脻狀神經節(ciliary ganglion)，節後神經再由此傳導到瞳孔外圍的環狀肌，環狀肌受到刺激收縮後瞳孔就會縮小。

2. 眼角膜反射(cornea reflex)：此反射是腦幹中段橋腦的功能。

眼角膜的傳入訊息來自三叉神經的一般體表傳入訊息(general somatic afferent GSA)，當觸覺或壓覺刺激到眼角膜的上半段時，傳入神經訊息經由三叉神經的視分枝(第一分枝)經過三叉神經節傳入到腦幹。