小脑

小脑 & 运动：临床观察
Gordon Morgan Holmes(1876~1965) 和 Stewart描述了反跳现象（rebound）(1904) Holmes更正了Hammond的观点，小脑外的 后颅窝肿瘤也能产生眼球震颤 一侧小脑肿瘤，患者感到自己从患侧向健侧旋转 ；小脑外肿瘤，患者的感觉恰好相反 第一次世界大战期间，他接诊了一些急性小脑损 害的伤员，观察到损害侧的肌力和肌张力降低 Harry Boterell和John Fulton（1937）： 损害猴一侧小脑半球部分齿状核引起同侧肢体震 颤和共济失调
小脑的非运动功能
Leiner（1986）：新小脑和齿状核与皮 质有联络 Middleton（1994）：小脑齿状核与前 皮质区域有纤维投射，明确小脑与认知功 能有关 脊髓小脑共济失调存在认知缺陷、语言障 碍（失语法结构和语速降低）、注意力调 节困难、运动技巧学习障碍
语言运动行为
小脑和皮质下结构 对言语的产生有重 要作用 小脑的主要作用是 差错的控制和纠正
小脑
小脑－－细致而微的脑
重量和体积占整个脑的 10%~15% 神经元数量占整个脑的 25% 高度组织性、有序性 与感觉、运动、认知、情 绪有关
如果小脑出了问题， 我们如何判断呢？
小脑的解剖和功能
只要我们遵循一定原则， 可以了解更多
The Cerebellum:
Where is it?
小脑的进化
Pa-ta-ka
Control
Ataxic
Syllable
AMR in Ataxic Dysarthria
AMR 异常包括:
速度慢 时间变异 音节持续时间变异 发同一音节用力的变异度 呼吸的不稳定和不协调
The Cerebellum: what does it do?
平衡 协调运动 不连续动作的定时 运动学习 认知和情绪
小脑研究的历史：非运动功能
Galen（130~200）：动物小脑的功能相 当于阀门，控制从脊髓和颅神经产生的情绪 Thomas Willis(1621~1675)：动物的 情绪形成于小脑叶，小脑是储藏动物情绪的 场所
小脑的非运动功能
Franz Josef Gall (1758~1828)： 小脑与性功能密切相关 Snider （1976）, Heath（1977）： 参与情绪调节 Andrezik（1984）：小脑通过与网状结 构的联络，影响觉醒程度
250 ms
500 ms
750 ms
小脑仅负责动作的停止和起动，不支配连续动作 Spencer et al (2003) 连续动作 不连续动作
有明确的时间目标 受小脑控制
运动学习
小脑损害患者对可预知的位置变化的调节 能力差 当干扰的方向和幅度可以预知，正常人能 够恰当调节初次姿势反应 小脑损害患者无法通过前馈控制姿势反应
Ⅸ
Ⅹ
自主神经功能、情绪、平衡、姿势、感觉运动
自主神经功能、情绪、平衡、姿势、感觉运动
小脑的解剖-功能
小脑半球内侧区
Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ ⅦA_CrusⅠ ⅦA_CrusⅡ ⅦB ⅧA ⅧB Ⅸ Ⅹ
功能
初级感觉运动 初级感觉运动 初级感觉运动 认知 认知 认知 认知 次级感觉运动 次级感觉运动 平衡、眼球活动 平衡、眼球活动
}
小脑共济失调 小脑半球 协同不能（asynergia）
动作分解
构音障碍（dysarthia）
爆发式语言
辨距不良（dysmetria）
不能精确定位于靶目标
轮替运动障碍（dysdiadochokinesia）
快速交替运动不能
肌张力降低（hypotonia） 意向性震颤（intention Tremor）
小脑的解剖-功能
小脑半球外侧区1 Ⅴ Ⅵ ⅦA_CrusⅠ/1 ⅦA_CrusⅡ/1 ⅦB ⅧA ⅧB 小脑半球外侧区2 ⅦA_CrusⅠ/2 ⅦA_CrusⅡ/2 功能 认知 认知 认知 认知 认知 认知 认知 功能 认知 认知
小脑的结构
皮质
外层（分子层）：卫星细胞和篮细胞－输入 中间层：浦肯野细胞－输出－抑制性 内层（颗粒层）：颗粒细胞和高尔基细胞－输入
小脑 & 运动：动物实验
Marie-Jean-Pierre Flourens (1794~1867)：切除猪和狗的小脑后，蹒跚步 态和肌肉协调性丧失
脊髓和延髓产生运动，小脑使这种运动变得协调
John Call Dalton(1825~1889)：切除鸽子 的部分小脑，鸽子能够站和走，但不协调。16天 后，鸽子的协调能力基本恢复，可以独自进食、 飞翔，甚至赶走其它鸽子的掠食。处死鸽子，没 有发现小脑重新生长（1861）
共济失调型构音障碍
辅音含糊，元音不准，不规则的破音 语音刺耳， 音调单一 音量缺乏变化 重音过度或均等，发音延长，停顿延长，语速减 慢，间隔停顿不当
发音Articulatory 语音Voice 呼吸Respiratory 韵律Prosodic
AMR in Ataxic Dysarthria
小脑 & 运动：临床观察
William Richard Gowers(1845~1915)：步态 不稳与旋晕不是必然相关 Charles Karsner Mills(1845~1931)：小脑前 蚓部损害导致患者前倾，后蚓 部损害则向后倒
小脑 & 运动：临床观察
Joseph Francois Félix Babinski(1857~19 32)：小脑损害病人无 法完成连续的交替动 作 引入了一个专有名词 “asynergia”，指 无法完成涉及多肌群 的复杂协同操作
运动学习
运动的适应性（尝试法）
对棱镜的适应 (Thach et al., 1992) No Prisms Prisms Off
Prisms On
Example data
反馈环路:
小脑如何校正运动，保证其精确性
皮质
修正错误 下橄榄核
小脑
脊髓小脑束
脊髓
运动的反馈
小脑共济失调 中线结构
姿势不稳 倒向同侧 躯干共济失调 姿势控制和协调 Romberg sign 步态共济失调 伸肌强直 眼球震颤 单侧损害为眼球分离
蛙 鸽子 鲑鱼 海豚
鳄鱼
鸡
小脑的解剖
Bolk & Comolli (1904~1910)：后外 侧裂和原裂为界
绒球小结叶－原小脑或前庭小脑 前叶－旧小脑或脊髓小脑 后叶－新小脑或脑桥小脑
蚓部 蚓旁 小脑半球外侧
前叶
后叶 绒球
Larsell & Jansen
小脑的解剖-功能
小脑蚓部
白质 深部小脑核
小脑的结构
三对深部核团
顶核（fastigial） 中间核（interposed）
球核（globose） 栓状核（emboliform）
齿状核（dentate）
以三对小脑脚与脑干交通
The Cerebellum: what does it do?
平衡 协调运动 不连续动作的定时 运动学习 认知和情绪
逆向追踪
The virus is carried retrograde to the thalamus where it replicates and continues back to: Basal Ganglia
Cerebellum
TIMING
调控发生、节奏，以达到预期目的的操作 小脑的定时作用主要针对短时程(ms~ s） 调节与实时、即时过程相关的运动行为 操控运动系统的输出，使之最优化 小脑损害患者不能跟随节拍器完成轻扣动作
步态共济失调
多关节间联动被打破 ，成为一系列单关节 活动作为代偿 关节的活动被分解为 大幅度的水平和垂直 运动 下肢的辨距过度表现 为跨越障碍物时抬腿 过高
小脑性步态共济失调
向健侧歪斜(右 侧) 健肢站立稳定 患肢站立不稳 行走步态蹒跚
构音障碍
弛缓型 痉挛型 共济失调型 运动过少型 运动过多型 混合型
后颅窝损伤或小脑肿瘤：行为失抑制、情 感迟钝 OPCA：行为失抑制、沮丧、恐惧 精神病患者：小脑蚓部体积减小 经颅磁刺激或电刺激小脑：情绪提高 正性心境反应：小脑活动度增强
功能定位
绒球小结叶产生平衡差和眼球运动不协调 小脑前蚓部和蚓旁区域损害产生前-上蚓综 合征，主要表现为姿势不稳 小脑外侧损害：运动启动的延迟，多关节 活动的分解 旁正中结构损害：构音障碍
运动症状
运动症状
站立时摇晃增加 对于微扰的反应过度或不足 平衡控制差 异常的躯干振荡（蹒跚步态）
小脑的基本功能包括预测和准备
建立在小脑序列学习基础之上 (既有外源感觉传入，又 有内源皮质传入 ) 对不断变化的内外环境进行应答
小脑 & 认知功能
说出一个名词，让其连结相应的动词， PET显示小脑下外侧部明显的反应
这种反应与运动及讲话时小脑旁正中部的反应 不同
正常人默念数字或进行运动想象，SPECT 显示小脑外侧部血流量增加 小脑外侧部参与了认知及语言功能
控制运动仅有锥体束是不够的
起动和指挥 随意动作
将感觉性传入信号 转化为随意动作的意图
丘脑是枢纽
运动学习、 刺激和发动
运动学习、 同& 运动
调节时间、速度、力量 定时、控制增益、多关节协同联合 姿势的控制
小脑 & 运动：动物实验
Constanzo Varolio(1543~1575)：小 脑主要控制运动，大脑掌管感觉 Luigi Rolando(1773~1831)：损毁小 脑后，动物的意识仍保留，自主活动未减 少。Rolando观察到切除小山羊的小脑部 分中央叶，小山羊行走时摇摆，东倒西歪 （1814） 小脑主管肢体肌肉的活动