神经可塑性医学知识专家讲座

简史BachY(1930)提出脑可塑性理论，脑经过学习和训练，以完成它因病损而丧失功效，但脑必须含有重新取得形态学基础。KennardMA.LuriaAR(1938)脑功效重组论，由此担任成人在脑损伤后在结构上或功效上已失去功效。神经可塑性医学知识专家讲座第1页神经可塑性单个神经细胞是不能起作用，它必须有连接;尤其是在损伤后。新，也是改变了神经连接在临床实践中作用，即神经可塑性。许多这么改变是恰当，使我们足以应付环境中异常改变，而一些不适合就发生了临床上问题。神经可塑性上世纪“脑10年”令人兴奋是与康复再训练相结合，“使用－依赖性”神经再组织在脑损伤后已成恢复、康复主要理论。神经可塑性医学知识专家讲座第2页神经可塑性

神经连接性可塑性中细胞改变成人PNS损伤后可塑性成人CNS损伤后可塑性病变同侧皮质改变病变对侧皮质改变神经可塑性医学知识专家讲座第3页神经连接性（1）神经细胞必须相互接触，包含长出新神经突起，由此形成轴束和树突。轴突远端扩大称为生长圆锥体，受一些引导信号吸引，生长圆锥体抵达目标，然后分化成为成熟突触。目标细胞再从不适当连接中去识别适当连接，保留适当，排斥不适当。一旦解剖上连接完成，细胞就选择性地成为生理性,解剖上连接有效部分。生理上处于不活动则称为“静止性突触”，它解剖上连接，但突触前抑制着,是潜在性。脑中有1014个连按。神经可塑性医学知识专家讲座第4页神经连接性（2）神经可塑性医学知识专家讲座第5页神经连接性（3）一旦NS完成了所需要连接性，更多连接就造成异常不适应，扰乱了精密通路作用，癫痫发作，肌张力增高等。成熟NS有预防不恰当新连接形成功效，这种抑制性机制一样也可预防损伤后恢复，要寻找克服这些抑制方法，使NS能够自己修复。普通说，成年抑制机制主要适合用于白质，以致当今在长束损伤后再生长如不干预是很困难，灰质与这种抑制不相关，含有更多可塑性可能是终生，甚至在老年时。神经可塑性医学知识专家讲座第6页可塑性中细胞改变（1）

生长圆锥体在神经发育或损伤后在连接上都是一个主要结构。细胞外信号蛋白，神经营养因子造成圆锥体生长，如NGF和BDNF。携带神经营养因子基因细胞移植插入于损伤处，使损伤神经得到修复，业已在几条路径中成功地引出轴束形成。然而，问题是再生轴束趋于进入移植而不是经过它。防止方法是对神经营养因子携带DNA基因上附着一个分子开关，当遇上抗菌素如四环素时能够开和关，当轴束靠近移植时，基因能关闭，允许轴束生长经过，与损伤那边细胞连接。神经可塑性医学知识专家讲座第7页可塑性中细胞改变（2）成熟NS试图认定生长轴束抵达径路，以预防异常连接进入，这仅见于哺乳类CNS中，由少突胶质细胞所形成髓鞘完成。成年CNS髓鞘中含有不一样抑制因子（与在儿童和非哺乳类在周围N中见到髓鞘不一样），髓鞘－相关糖蛋白（myeline－associatedglycoprotein），NogoA到C、IN－35与IN－250，当生长圆锥体与这些抑制因子接触时即崩解，不再向所需要方向生长。神经可塑性医学知识专家讲座第8页可塑性中细胞改变（3）（对生长抑制因子使用抗体后加速再生）神经可塑性医学知识专家讲座第9页可塑性中细胞改变（4）试验上应用对抑制蛋白抗体，使生长圆锥体在运动径路上越过损伤处是可能。成功再生长与运动技巧取得和恢复相关。瘢疤组织中发觉大分子硫酸软骨素蛋白多醣（chondrotinsuphateproteoglycans）也可抑制生长圆锥体，在损伤时设法降低神经瘢疤数量是有价值。神经可塑性医学知识专家讲座第10页可塑性中细胞改变（5）还有许多在细胞外基质或在邻近细胞膜中其它信号分子控制着圆锥体生长，长度改变，分枝型式，崩解，继续生长。信号分子与受体结合，并作用在生长锥体中酶RhoGTPases上后，它是控制肌动蛋白聚合与去聚合作用，由此决定棘和生长圆锥体形状。一旦生长圆锥体抵达适合靶点，即停顿生长而分化成突触小结，许多在开始生长时细胞机制就变成用于调整成熟突触生长和形状。神经可塑性医学知识专家讲座第11页成人周围神经损伤后可塑性（1）为功效再组织在人类用麻醉剂暂时封闭PNS或使缺血，可有以下改变：在封闭近端，在肌肉中由TMS所诱发动作电位增加；皮质区由此能够诱发出电位在扩伸着；需要诱发反应刺激强度降低。

神经可塑性医学知识专家讲座第12页成人周围神经损伤后可塑性（2）在人当上肢截肢后，与上肢邻近脸部皮质代表区扩伸到原该上肢区；在如面神经麻痹后，手皮质代表区扩伸了，手区能够代替脸区，反之，亦然。早期眼瞎人，在学习Braille盲文时，用于在书页活动食指第一指间肌运动区扩大，使手在书页上抬起小拇外展肌代表区缩小。感觉上，在听皮质区有较大听诱发电位，对Braille手指使用代表区扩伸，还有很好声音定位。神经可塑性医学知识专家讲座第13页成人周围神经损伤后可塑性（3）神经可塑性医学知识专家讲座第14页成人周围神经损伤后可塑性（4）上述改变不是由失去视觉输入附带现象；不是由任何功效性适应引发，也不可能是视皮质改变，因为在诵读Braille时，枕叶缺乏任何视输入以对躯体感觉输入反应。在枕叶TMS可中止诵读Braille能力。提醒诵读Braille像有视力读者一样用着同一皮质。这是唯一对这个皮质在枕叶输入形式改变作用时取得。神经可塑性医学知识专家讲座第15页触-视替换系统(TVSS)(5)神经可塑性医学知识专家讲座第16页神经可塑性医学知识专家讲座第17页成人CNS损伤后可塑性周围神经损伤，使损伤部位无障碍神经元改变了行为，丧失了它们通常作用，接收了邻近地域未失去功效。在CNS损伤时，未丧失功效神经元负担了不复存在神经元作用，其周围靶物装置依然存在。比如：内囊后肢损伤，去上肢下降通路中止，假如去脸部下降通路依然良好，脸部代表皮质被活化了，手活动恢复中，这提醒脸部下降通路是被包含在手活动恢复中，但其它不是如此。神经可塑性医学知识专家讲座第18页皮质可塑性改变fMRI研究证实，正常人，右利手，由右手完成运动任务是伴有对侧对应部位脑活化，同侧脑活化则比较少，反之，左侧活动有一个较大同侧活化。在卒中瘫痪侧恢复后，原瘫痪侧活动是伴有两侧运动皮质较大程度活化，瘫痪手同侧脑整个网络是被招募了！脑第二活动区也被招募，沿着皮质梗死区周围也被招募。fMRI两侧活化区招募，即活化区增多与同侧活化区增多，说明脑功效在恢复过程重组，脑皮质可塑表现。神经可塑性医学知识专家讲座第19页病损同侧皮质改变在使用依赖性下，在损伤后马上对受障肢体进行强有力运动疗法（对未受障肢体约束）后，病损区扩大，它对幸存神经组织和随即功效恢复都是有害。加重是因增加梗死周围兴奋性所致脑中毒引发。在第二周使用强制性过多运动疗法与开始时循序渐进小量运动疗法，则未见有受损皮质病变灶扩大。神经可塑性医学知识专家讲座第20页病损同侧皮质改变Nudo和Millikan(1996)松鼠猴人工偏瘫,完好手给予约束，障碍手每日接收技巧康复训练后皮质病损手区剩下区得以恢复。因而认为技巧性康复在缺血性损伤后预防diaschisis是需要。在梗死周围，周围地带原与梗死区有联络地带有神经元活动抑制;和血流与葡萄糖代谢抑制这种皮质扩张抑制称diaschisis。其它远处改变还有长时持和续神经元高度兴奋性和GABA受体活动下调。神经可塑性医学知识专家讲座第21页病损同侧皮质改变早期动物试验认为丧失功效恢复局限于单一丘脑皮质投射区所支配区所，或且约um，晚近认为参加区域可远离至14000um处都能接收受损细胞功效。在远离运动皮质区岛叶，顶叶下皮质和补充运动区皮质在纹状体内囊梗死后，可由手指活动而被活化。神经可塑性医学知识专家讲座第22页病损对侧皮质改变在皮质病损后，对侧半球皮质失去了从病损半球经联合来传入与本身联合纤维活动目标，而不能真正完好。因而，对侧半球改变能够反应它本身损伤和对对侧损伤反应，对梗死半球反应。试验大鼠MCAo数周后，对侧同类皮质（homotopic）第五层有树突分枝化，树突棘密度增加，出现突触，电镜在无损感觉运动皮质区可见多样轴束树突突触（突触性小结）显著增加，结构重塑显示了突触传递增加，功效重组。它依赖于钙离子和NMDA受体。神经可塑性医学知识专家讲座第23页病损对侧皮质改变半球损伤时对侧改变常有镜像活动；如在活动瘫痪侧时，在非瘫痪侧可见活动，这预告着对侧半球可塑性，恢复差。良好恢复不伴有镜像活动，且在损伤半球扩展成大代表区。已恢复卒中病人，但当以往无损伤半球为第二次卒中破坏时就丧失恢复。脑损伤在没有镜像活动时可有一个良好恢复。神经可塑性医学知识专家讲座第24页各种原因与可塑性运动活动与可塑性感觉输入与可塑性使用依赖性、技巧依赖性与经验依赖性与可塑性优良环境与可塑性药品与可塑性神经可塑性医学知识专家讲座第25页运动活动与可塑性Nudo（）松鼠猴抓取食物试验并以ICMS绘制运动皮质图，证实由手指钳取食物与用手和腕摄取食物，前者皮质手指区图较后者为大。证实皮质图可由运动活动不一样输入而得到不一样塑造。

弦乐器演奏者，左手指皮质图大于右手者。神经可塑性医学知识专家讲座第26页感觉输入与可塑性Merzenich（1993）发觉切去一个或多个手指时，所剩手指代表区就扩大，如将两个手指缝在一起，皮质代表区则成为一个。人出生后以蹼相连手指，其代表区是合在一起，以手术分开则代表区就分开。Braille盲字诵读者，以手指触摸诵读，其皮质代表区增大，皮质区可由操纵感觉输入而改变。神经可塑性医学知识专家讲座第27页图示感觉运动皮质图快速改变神经可塑性医学知识专家讲座第28页从使用依赖性到技巧依赖性皮质活动降低或增加是人类皮质功效再组和神经元活动主要原因，运动上或感觉上均可得到一样功效再组，是所谓“使用－依赖性”作用。Nudo等（）在对松鼠猴用抓取作业试验中，一组由最小洞穴中取出小球，一组从大洞穴中取物，前者手指、前臂活动增多，且不停协调、调整，速度也不停加紧，后者操作极为简单，即使手指屈曲总数在二者中配对，但在皮质图上未见改变。这个试验支持运动皮质功效可塑是一个“技巧依赖性”而不单是“使用依赖性”。神经可塑性医学知识专家讲座第29页从使用依赖性到技巧依赖性最近研究在大鼠主动训练并不引发运动皮质改变和重组，不是以往学习重复，而是新运动技巧取得才是驱使运动皮质可塑性最主要者。现已确认树突分枝复杂性是由脑完成任务和性质决定。在脑中躯体和手指来感觉相比，手代表区因信息较多结构要负责得多。但与顶叶缘上回相比，后者代表区结构又要比手指区复杂，后者负担较多认知功效。神经可塑性医学知识专家讲座第30页图示躯体、手与认知功效所引发皮质代表区结构比较神经可塑性医学知识专家讲座第31页与经验依赖性相关改变研究证实作为运动功效经验，在运动皮质可引发形态上改变。在一个水平高、技巧性强和灵活职业性打字员，脑中手指与躯体代表区神经元有很大区分。在一个售货员手指与躯体皮质代表区，其神经结构上无多大差异，因为职业上不需手大量特殊活动，对手指皮质代表区神经元无特殊要求。神经可塑性医学知识专家讲座第32页与经验依赖性可塑改变Kleim（）对大鼠先做技巧性训练到达能改变皮质运动区时，从脑腕、手指皮质活动区取一块脑组织行电镜观察，发觉在训练有素大鼠包括到腕、手指皮质运动区，其每个神经元突触数较未训练者为多。我国黄如训教授硕士张艳博士论文（1998）中指出，在大鼠脑梗塞后期主要为突触增多，脑内神经元功效增强，全脑各部分联络增加，有利于代偿功效形成。电刺激有利于突触形成，突触素（synaptophysin）在功效恢复中起主要作用。经验－依赖性可塑在动物中是普遍存在。神经可塑性医学知识专家讲座第33页优良环境与可塑性（1）大鼠在试验性脑梗死后关闭在一个能够做各种活动，且与群鼠同居环境中运动功效恢复上远比单居试验笼中为快为好。优良环境可能产生NTF。Nudo等对试验猴脑梗死5天后使居住于一个优良环境中，不进行特殊训练，与对照组相比显著地改进了运动功效。但如在病损后24h进行较多训练，损伤区增大，半暗带扩大，认为是一个兴奋中毒作用。老年试验大鼠脑中突触密度降低能由喂养在优良环境中预防。神经可塑性医学知识专家讲座第34页优良环境与可塑性（2）神经可塑性医学知识专家讲座第35页药品与可塑性D－苯丙胺试验与临床均已证实在与运动疗法或言语治疗结合时可分别促进运动功效和言语功效恢复。D－苯丙胺能使大鼠横核（accumbens核）和前额皮质与对照组相比有更多神经元树突分枝与棘密度增加。（见图）神经可塑性医学知识专家讲座第36页药品与可塑性D－苯丙胺作用图示经苯丙胺和生理盐水处理过鼠横核神经元，鼠对苯丙胺经验敏感展现有突触增生和棘密度增加。精神运动性刺激剂因而能刺激脑中突触改变。神经可塑性医学知识专家讲座第37页药品与可塑性氟西汀（fluoxetine）能够促进运动功效恢复，使海马结构中神经元增生。精神运动活化剂，普通情况能诱发脑中突触生成，刺激突触改变而