协调功能是人体自我调节,完成流畅、准确且有控制的随意运动的一种能力。所完成运动的质量应包括按照一定的方向和节奏,采用适当的力量和速度,达到准确的目标等几个方面。协调性是正常运动的最重要组成部分,也是体现运动控制的有力指标。即使是很简单的动作也需要许多肌肉的参与——它们在动作的不同阶段分别担任主动肌、协同肌、拮抗肌或固定肌的角色。协调功能主要协调各组肌群的收缩与放松。动作过程是否准确流畅取决于这些肌肉在速度、幅度和力量等方面的密切协调,同时体现神经系统在不同时间内对各组肌肉运动单位的动员数目和冲动频率的控制作用。协调功能与平衡不同,必须集中注意力,且在多种感受器的共同参与下完成。
一般将受到刺激后所表现出来的某种形式的比较简单固定的无意识的运动称为反射运动(reflex action)。反射运动从某种意义上讲是一种简单运动,经过综合、统一,并受上位中枢指令性的调节才逐渐形成复杂运动。
来自I α 纤维的神经冲动,在脊髓内传递到抑制性中间神经元,此冲动能使支配拮抗肌的α运动神经元产生抑制性突触后电位(IPSP),并抑制其发生神经冲动。
除了反馈抑制外,还有前馈控制(feed-forward control)。例如控制部分发出信号,指令受控制部分进行某一活动,同时又通过另一快捷途径向受控部分发出前馈信号,及时地调节受控部分的活动。反馈控制需要较长时间,前馈机制则可以更快地对活动进行控制。例如,要完成某一动作,脑发出神经冲动指令一定的肌肉收缩,同时通过前馈机制,使这些肌肉的收缩受到制约,不至收缩过度,从而使整个动作完成得更准确。
中间神经元中有连络同侧同水平的或同侧异水平的神经元的联合神经元(association neuron)和联络对侧神经元的交叉神经元(commissural neuron)。
另外,脑神经中也包含着运动神经元,这些神经细胞本体存在于中脑、脑桥和延髓的脑神经核内。
1.反射时间 从施予刺激到发生反应需要一定的时间(反射时reflex time)。换言之,也就是神经冲动通过反射弧的时间。不言而喻,突触越多,所需的时间就越长。脊髓中的突触传导时间(兴奋冲动通过突触的时间)即为突触延搁(synaptic delay),是0.5~1.0毫秒。
2.传导的方向性 神经元在生物体内所引起的生理性活动状态,是从树突接受冲动后传向细胞体,再传向轴突。在突触处是从轴突的突触小结传向下一个神经元的树突或细胞体的突触后膜,不能进行逆向传导。
3.兴奋性传递 根据神经冲动传递的方式,突触有3种类型。兴奋性突触可使突触后膜产生兴奋性突触后电位(EPSP),进行兴奋性传递。有些情况下,一条突触前纤维,可使突触后细胞产生较大的EPSP;但在很多情况下,如在发自肌梭I α 纤维和脊髓运动神经元之间的单突触反射中,每条突触前纤维只能产生较小的EPSP,当较大的刺激引起多数突触前纤维兴奋时,每个EPSP就会重叠,形成较大的EPSP(空间的总和)。除此之外还有时间总和的现象。
4.反射中枢的抑制 突触处的抑制有突触后抑制和突触前抑制,前者使IPSP发生在突触后部,后者与IPSP无关,但可抑制EPSP的产生,两者都对调节中枢的神经冲动传递起着重要作用。
突触后抑制常有传入侧支性抑制和回返性抑制两种类型。例如,来自I α 纤维的神经冲动,在脊髓内除直接兴奋主动肌的α运动神经元外,还发出侧支兴奋抑制性中间神经元,此冲动能使支配拮抗肌的α运动神经元产生IPSP,并抑制其发生神经冲动,此为传入性侧支抑制。
使α运动神经元产生IPSP的又一例证为回返性抑制(recurrent inhibition)。前角运动神经元的轴突在穿出前根支配外周的骨骼肌之前发出侧支,兴奋另一抑制性中间神经元——闰绍细胞(Renshaw cell)使之反复发放10,000次/秒的高频冲动。Renshaw细胞的神经冲动再到达运动神经元,并使之产生IPSP。
腱感受器也参与了抑制结构,即通过腱感受器——I β 纤维的兴奋对其刺激来源的肌肉运动神经元产生抑制作用,同时对拮抗肌运动神经元有兴奋作用,这些作用都通过中间神经元进行。肌肉因收缩而紧张到某种程度时,肌肉的收缩就会自动地受到抑制(腱感受器的兴奋阈值高于肌梭的兴奋阈值)。这种抑制属于反馈控制。
5.促通与闭塞 一些传入神经元和中间神经元、运动神经元形成突触时有不同的重叠方式,故也会产生多种多样的反应。两个传入神经元同时受到刺激时的反应大于两个神经元分别受到刺激时所得到的反应代数和的现象称为促通现象(facilitation),小于其代数和的现象称为闭塞现象(occlusion)。
6.后放电 在一反射活动中,传入神经元一旦受到刺激,肌肉就会收缩,刺激停止后收缩仍然持续一定的时间,在这段时间内,运动神经元的冲动发放持续在10~15毫秒之间。此现象称为后放电(afterdischarge)。后放电的原因是多方面的,中间神经元的环状联系是其中之一。
7.反射的统一 反射是一种单纯的运动。但是,反射始终进行着一些重要的协调或统一工作。如前所述的回返性抑制回路和腱感受器参与的抑制等都是简单的协调和统一作用的例子。
(1)牵张反射(strech reflex):肌肉被拉长时,对牵张显示收缩反应的反射称为牵张反射。这种反射的感受器是肌梭,传人途径是I α 纤维。I α 纤维通过后根进入脊髓,与前角运动神经元接触使之兴奋(兴奋性突触)。这种反射是仅由两个神经元构成反射弧的最简单反射,然而这种反射所引起的效应却并不那么简单。首先是γ纤维运动系统的参加。γ纤维的神经细胞(肌梭运动神经元,fusimotor neuron)接受来自肌梭的传入冲动而发生兴奋,使梭内肌纤维收缩,梭内肌纤维的收缩,提高了来自肌梭的I α 纤维神经冲动发放频率的作用,即γ纤维调节着肌梭对肌紧张的敏感度。γ纤维的兴奋性调节功能实际上更为广泛,还可使来自皮肤的传入神经兴奋,也受上位中枢的调节。
其次,I α 纤维的神经冲动不仅兴奋单突触性的运动神经元,而且还可通过中间神经元(I α 抑制神经元),使支配拮抗肌的运动神经元抑制。这种兴奋与抑制的组合称为交互神经支配(reciprocal innervation)。牵张反射对维持肌张力(muscle tone)和姿势(posture)起着基本的作用。
(2)屈肌反射(flexion reflex):皮肤受到痛觉等伤害性刺激时,来自皮肤的传入神经元的冲动,就会在脊髓内通过几个中间神经元,使屈肌运动神经元兴奋,伸肌运动神经元抑制,这种反射称为屈肌反射。因为这种反射有逃避有害刺激的意义,所以也称为伤害防卫反射(nociceptive reflex)。参与这种反射的肌群很广泛,所以参与的运动神经元也达到脊髓“一个水平”以上。因此,来自传入纤维的神经冲动,不仅可以通过中间神经元传到同级水平的运动神经元,而且还能传到其他水平的运动神经元,引起同侧广泛的交互性的反应(使协同肌群兴奋、拮抗肌群抑制)。更进一步说,中间神经元也联络着对侧其他几个水平的运动神经元,可以引起对侧的交互性反应(横过伸肌反射)。
无论哪种运动都有调节机制在起作用,没有调节的运动是不存在的,甚至最简单的反射运动也存在反射中枢的调节和统一。只有通过上位中枢的调节和统一,才能进行高级和复杂的运动。
大脑皮质的躯体运动调节功能是通过锥体系统(pyramidal system)和锥体外系统(extrapyramidal system)完成的。所谓锥体系统,就是指大脑皮质中央前回运动区域的锥体细胞,及其轴突构成的皮质脊髓束,中间不更换神经元直达脊髓前角运动神经元的系统,支配随意运动。锥体外系统是直接或间接影响脊髓、脑干的运动神经元,包括锥体系统以外的所有下行传导通路系统,也就是包含了大脑基底核、红核、前庭核、网状结构、小脑以及联络它们的大脑皮质等多突触的下行路径。因此,并非本来就有一个锥体外系统存在,而是将很多传导路径集中在一起的概念。锥体系和锥体外系,虽然途径不同,但功能上是相互渗透的。下面介绍锥体外系统的红核、前庭核、网状结构等位于脑干的调节系统和位于大脑半球内部的大脑基底核。
1.脑干运动调节系统 网状结构(reticular formation)由广泛分布在间脑、中脑、脑桥和延髓的网状神经纤维和存在于其间的神经核构成,除了起调节运动系统的作用以外,还担任着对意识的上行激动作用和自主神经中的调节作用等,主要是对意识的上行激动作用。众所周知的是上行网状激活系统(ascending reticular activating system)。网状结构对运动的调节是通过网状脊髓束(reticulospinal tract)进行的。就此途径的起点来说,网状结构可分为脑桥网状结构和延髓网状结构两部分。Magoun和Rhines(1946年)提出的“抑制区”(inhibitory area)与延髓网状脊髓束的起点大致相同。“易化区”(facilitatory area)相当于脑桥网状脊髓束起点部的上外侧。脑桥网状脊髓束沿同侧下行,延髓网状脊髓束沿两侧下行。延髓网状结构可抑制伸肌的α运动神经元,同时又可兴奋屈肌的α运动神经元。另一方面,在外侧的延髓,脑桥核或中脑核则相反,是兴奋伸肌的α运动神经元。另外,网状结构对γ运动神经元也进行调节。网状结构还接受来自脊髓的上行传导径,小脑的下行传导径、大脑皮质的下行传导径。
2.前庭脊髓束(uestibulospinal tract) 是来自脑干的又一个重要的下行传导径。前庭核(vestibu1ar nucleus)是位于第4脑室底外侧的核群,接受来自半规管的位觉刺激。其中起自外侧前庭核(1ateral vestibular neucleus,Deiters核)的外侧前庭脊髓束(1ateral vesitibulospina1 tract),沿脊髓腹侧的同侧下行;起自内侧前庭核(media1 vestibu1ar nucleus)的内侧前庭脊髓束(medial vestibulospina1 tract),沿内侧纵束(medial longitudinal fasciculus)两侧下行。外侧前庭脊髓束,可兴奋支配伸肌的运动神经元,同时又抑制支配屈肌的运动神经元,即与上述延髓网状脊髓束的作用相反;另外,还调节γ运动神经元,使伸肌γ运动神经元兴奋,提高所支配肌肉的肌梭感受性。从整体来说,外侧前庭脊髓束起着提高同侧伸肌紧张度的作用。内侧前庭脊髓束的作用还不像外侧前庭脊髓束的作用那么清楚,后者可能是将前庭刺激传导到四肢和躯干,前者可能是将刺激传导到颈肌和上肢肌。
3.红核脊髓束(rubrospinal tract) 红核(nucleus ruber)是位于中脑被盖部(tegmentum of mesecphalon)很大的运动性神经核,接受起自大脑皮质、纹状体和小脑的纤维,并向网状结构、脊髓传送纤维。红核脊髓束是交叉性的,用电刺激试验证明其可兴奋支配对侧屈肌的α运动神经元,抑制支配伸肌的α运动神经元。过去认为,红核脊髓束起自红核的大细胞,由于人类大细胞非常少,此束只存在一些痕迹,但是现在又发现了发自小细胞的纤维,所以这种途径在人类可能也是存在的。
由此看来,起自脑干的下行传导束,可改变脊髓前角运动神经元的兴奋性,用伸肌或屈肌占优势的方式来控制运动和姿势。就像观察脊髓反射时,将脊髓与上位中枢进行断离试验那样,可观察脑干不同水平的反射。用切断中脑的上丘(superior colliculus)与下丘(inferior colliculus)之间的联系的去大脑动物(decerebrateanimal)进行试验,这种动物会出现全身伸肌强烈而持续性的收缩。这种反应是由于外侧前庭脊髓束提高伸肌紧张度的作用,在解除了上位中枢抑制以后被强烈地暴露出来所致。用这种去脑动物还可以观察姿势反射。姿势反射(postural reflex)是为了保持正常姿势而发生的各种反射的总称,其分类如下:
(1)局部的姿势反射:四肢一触及地面就强烈地伸展,并反转身体,此反射基本上是牵张反射。
(2)节或节间的姿势反射:这种反射是指实现伤害防卫反射时所看到的交叉性牵张反射。
(3)全身的姿势反射:这种反射是头和颈部的位置改变时所表现出的一种反射,包括紧张性颈反射(tonic neck reflex)和紧张性迷路反射(tonic labyrjn-thine reflex)。紧张性颈反射在迷路受到破坏时表现最明显,当把头向一侧回旋时,头转向的一侧的上下肢就出现伸展反射。紧张性迷路反射是切断颈髓后根,排除紧张性颈反射后,最易表现出来的反射。由于头部位置改变时内耳的迷路受到刺激,冲动传到前庭核,通过前庭脊髓束,使伸肌紧张度提高。例如,将猫置于仰卧位,使头稍微上抬时,四肢肌肉就出现最大紧张度,并完全伸展。
大脑基底节(basal gang1ia)是位于大脑半球深部的侧脑室(1ateral venticle)与岛(insula)之间的灰白质集团,从脑的发生系统上看是属于脑中最古老的部分,包括纹状体(corpus striatum)、屏状核(claustrum)、杏仁体(amygdaloid bady)。纹状体由尾状核(nucleus caudatus)、壳核(putamen)、苍白球(globus pallidus)构成。尾状核和壳核合起来称新纹状体(corpus striatum),壳核与苍白球合起来称豆状核(lenticular nucleus)。这些核群参与的纤维结合情况极其复杂,很多处还不清楚。简单地说,进入此核群的传入传导束,由起自大脑皮质(布罗德曼第4区、第6区)和视丘(thalamus)进入纹状体的纤维结合而成。另外,传出传导主要是由苍白球到视丘[视丘腹前核(VA核),腹外侧核(VL核),再由视丘到大脑皮质向第6区发出纤维]、视丘下核(subthalamic nucleus;路易斯体,corpus luysi)以及到脑干诸核的纤维结合而成。除此之外,还有连接诸核的中间神经元。如果用电刺激大脑基底节,由于肌紧张和刺激大脑皮质所产生的运动受到抑制,可见大脑基底节对抑制性运动的调节起着很重要的作用。
观察这种水平的运动调节的方法,通常是用留有视丘和基底节,切除了脑的视丘动物。当然视丘动物要比摘除脑的动物动作协调的能力强,并表现出如下的翻正反射(righting reflex):①迷路性翻正反射(labyrinthine righting reflex)。用布蒙上动物的眼睛,无论在哪种位置都由于迷路性刺激表现出头部的翻正反射。②体翻正反射(body rightin reflex)。将迷路破环,用布蒙着动物的眼睛侧卧时,通过来自皮肤、关节、肌肉的刺激,头部可恢复到正常位;或将前肢和肩部的外侧面平放触及地面时,后肢就会恢复正常位。③头翻正反射(neck righting reflex)。头部扭转时,因迷路性和体位的翻正反射,颈部的本体感受器就会受到刺激,接着身体抬起,以求达到头和身体恢复成一直线。④视觉翻正反射(optic righting reflex)。这是由视觉引起的翻正反射。也就是说,即使破坏迷路,切断颈髓后根,也能见到翻正反射现象。
基底节的功能相当于“运动程序发生器”,与可随意控制速度的平稳运动的产生有关。基底节对肢体、躯干和头部的运动有重要作用,基底节可增强运动皮质的激活,而当情况要求运动反应推迟发生时,又可制止运动皮质的激活。它使皮质发动的运动形式与各种感觉信息相协调而产生正确的眼球和体轴朝向反应。基底节还可通过黑质—顶盖—脊髓通路,在个体进行活动时调节体轴和肢体近端肌肉的收缩活动。
基底节损害患者的运动不能是一种功能缺损症状,运动不能表现为患者发动缓慢平稳运动或改变运动形式和速度的能力受损,主要影响患者从卧位或坐位的立起,从站位的开步走动,行走时的转身、停止走动以及在卧位时的翻身。病人随意产生各种运动模式的能力受损,因此常趋向于重复固定的运动模式,而表现为模仿动作、重复动作、重复言语和持续刻板的行为。破坏两侧苍白球或丘脑腹外侧核后,运动不能表现通常更为增剧。
基底节损害时的舞蹈症、手足徐动症、扭转痉挛和舞动症等属于释放症状。作为“运动程序发生器”的基底节在病变时失去控制可发生各种不同形式的运动组合。破坏从基底节传出至运动皮质通路上的苍白球或丘脑核后,这些多动症状可获缓解。
理解小脑(cerebellem)的功能时要将其与比较解剖学或系统发生学的分区联系起来。系统发生学上的最古老的古小脑(archicerebellum)称前庭小脑,和保持眼位、体位有关。来自迷路的刺激,通过前庭小脑束(vestibulocerebellar tract)到达绒球小节叶(floculonodular lobe)的皮质,并在此发出传出性刺激经过顶核(fastigial nucleus)到达代特斯核(deiters nucleus)。古老的旧小脑(paleocerebllum)包括蚓部(vermis)的大部分和中间部(parafloccular lobulus),对肌紧张进行着抑制性调节。来自肌肉本体感受器的传入冲动经脊髓小脑束上行(spinocerebllar tract),通过下小脑脚(inferior cerebellar pedunculus)或上小脑脚(superior cerebellar pedunculus)及结合臂(brachium conjunctium)到达旧小脑皮质。传出神经冲动则经球状核(globose nucleus)和栓状核(emboliform nucleus)再经结合臂被送往红核。刺激旧小脑皮质时,抗重力肌肉的紧张性就会被抑制。
最新的新小脑(neocereblum)是残留的小脑半球的大部分,可控制随意运动,抑制和停止必要的运动及控制精细的运动。来自大脑运动区的神经冲动,通过脑桥小脑束(pontocerebellar tract)传导到新小脑。传出神经冲动在齿状核(dentate nuclcus)换神经元,通过结合臂出小脑,接着经过红核、视丘,回到大脑皮质的布罗德曼第4区和第6区。小脑皮质有一种被称为普肯耶(purkinje′s cell)的大型神经细胞,对小脑皮质发出的传出神经冲动有抑制作用。
小脑和基底节都相当于随意运动的函数发生器。小脑半球的开式回路与快速随意运动的程序预编有关。在个体进行活动时,由小脑安排主动肌和拮抗肌发生兴奋的适当时相关系,小脑中间部则与随意运动执行过程中的随时纠正、调整有关。运动皮质经锥体系统发出的指令由侧支传至小脑中间部,在小脑与个体以往动作经验和当前具体情况相核对后,又发出冲动传回运动皮质,形成一反馈回路。运动皮质每发出一个动作指令后的10~20毫秒内,即可从小脑获得有关修正、调节此动作的冲动。在动作的整个过程中,这个回路不断地活动。同时,还存在另一个较长的反馈回路,即运动皮质发出指令引起运动后,身体各有关部分位置发生改变的信息经各种感受器传入小脑,小脑综合从运动皮质和外周感受器两方面传入的冲动而调整对运动皮质的传出信号,使运动皮质的指令适应当时信号的客观情况。此外,小脑还可根据这些传入信息通过红核和脑干网状结构等,更直接地影响脊髓的运动神经元,在个体进行活动时,控制体轴和肢体近端肌肉的活动。
小脑还具有类似稳定器的作用,使得通过快速随意运动而达到的位置能够保持稳定。因而,小脑一方面对由大脑皮质编制程序和发动的运动进行调整;另一方面,对不能通过反馈进行及时调整的快速运动进行预编程序。小脑损害时的运动症状之一即产生和调节快速运动发生缺陷,表现为动作发动减慢,动作幅度障碍,以及快速交替运动不能等。
大脑皮质(cerebral cortex)是覆盖大脑表面的灰质,由约140亿个神经元构成,不仅是运动和感觉的最高中枢,也是高度精神活动的最高中枢。
大脑皮质表面有很多沟(sulcus),围绕沟的向外突露部分称为回(gyrus)。从系统发生学角度看,大脑皮质分为3个系统。最新的为新皮质(neocortex),占大脑半球外表面的大部分,在组织学上由6层构成;但大脑半球的内侧和底面有些部分不能明显分出这6层,这些部分称为异皮质(allocortex),在系统发生学上称为古皮质,也称为边缘皮质(limbic cortex),形成大脑边缘系统。异皮质在低等动物的皮质中占很大部分;而人类由于新皮质很发达,古皮质(梨状叶)被压在半球底部。
布罗德曼(Brod-mannl,1907年)根据大脑皮质细胞构造的不同,将大脑皮质分为50个区域。另外,也有人从功能上将大脑皮质按一定的专门化程度(大脑皮质的局部功能)分区的。
支配随意运动(voluntary movement)的运动区(motor area)位于中央前回(precentral gyrus),相当于布罗德曼的第4区。当运动区某个部分受到刺激时,身体某部就会发生活动。运动区皮质第5层的特征是有贝茨(Betz)这种大型锥体细胞存在,另外,又有作为随意运动的指令性传导系统的锥体束(pyramidal tract)。锥体束是通过延髓锥体(pyramids)的纤维群的总称。过去人们认为锥体束是由布罗德曼第4区的贝茨细胞形成的,但是,除上述之外,位于中央沟(central sulcus)前后方的3、1、2区和位于第4区前的第6区运动前区(premotor area)发出的纤维也包含在锥体束中。刺激第4区,对侧的四肢末梢就会产生各种独立的运动;而刺激第6区时,阈值升高,接近躯干的四肢肌肉群以及上下肢带(肩带与骨盆带)肌群就会产生广泛复杂的收缩运动。另外,在中央前回运动区前方的内侧面又有一个较小区域称为补充运动区(supplementary motor area),刺激这部分所引起的运动也与第4区的运动有所不同。由此可见,运动区的分布比过去认为的要广泛,而且还有不少锥体外系统的因素起作用的部分(第4、5、6、8区)。
锥体束有支配脊髓运动神经元的皮质脊髓束(corticospinal tract)和支配脑干运动神经元的皮质延髓束(corticobullar tract)。虽然后者和锥体束的定义有所不同,但从功能上看可以认为是相同的。
人体所有的动作都是通过肌肉收缩发生的,但是在进行随意运动时,往往只是意识到行动的目的,而对实现这个行动过程中各个肌肉的收缩并不自觉。越是完善的动作,其执行过程越不为意识所察觉。高超的小提琴手和娴熟的打字员在操作时几乎是自动地进行,甚至不感觉自己手指的具体活动情况。
大脑运动皮质作为进行随意运动的基本结构,通过锥体束可直接作用于脊髓的运动神经元,后者引起肌肉收缩,但大脑并非运动的原动者,而只是在大脑皮质广泛区域以及小脑、基底节等部位进行与运动有关的复杂神经整合过程的最后换元站。
随意动作的发生是在大脑皮质按一定时空构型进行处理的结果。经过皮质广泛区域内大量神经元的活动后才产生有关动作的指令,最后集中至运动区皮质。
运动皮质选择性地调节那些需要本体感觉信息参加的动作。运动皮质最主要的传入为本体感觉传入,其次为前庭传入,而皮质本体感觉区和前庭区又位于紧邻运动皮质的部位。皮质感觉投射区中也只有本体感觉区和前庭区有纤维直接投射至运动皮质。不受本体感觉调节影响的运动(眼球运动)在运动皮质损害后不发生障碍。最需要本体感觉传入控制的运动(手指运动),其中枢机制在发展过程中上升至运动皮质,皮质损害后执行这些动作的缺陷最严重。不依赖本体感觉信息进行复杂调节的那些运动不上升至皮质,其中枢在皮质下的前庭核、红核和网状结构,它们的神经机制为接受小脑和基底节的传入投射。
对动作进行更细致的调节则可能主要通过顶叶、额叶和枕叶得以实现。额—颞、额—顶和额—枕联结,以及从扣带回经丘脑外侧后部分而后至顶叶的投射均对行为有很大影响。
所有运动都是在一定姿位上发生的,为了进行正确的运动,个体必须掌握头、躯干和各个肢体原来姿位的情况,这主要通过外周传入的感觉信息。因此,运动与感觉传入联系密切、不可分割。由某个特定动作所引起的感觉信息(主要是本体感觉信息)又反馈传入运动皮质,调节有关神经元的放电,从而改变这个动作或使之更为完善。
本体感觉和视觉对运动的调节具有重要作用。将人的双目蒙住或将肢体的感觉神经麻醉后,手进行精细、熟练动作的灵巧程度就受影响。手外伤患者中有不少人由于手部的关节位置觉障碍而不得不借助视觉的代偿,比如有些患者可能会因为与人交谈时转移了视线而使手中的杯子跌落。触觉对粗大的运动没有太大的影响,但手指末端的触觉对手的精细运动却有着不可忽视的作用,比如在拿起一个硬币或一个小纸片时,触觉的传入对动作的调整有相当重要的作用。
在相当长的时间内,生理学者一直认为动物主要通过关节感受器了解肢体各个部分相对的空间关系——运动觉、位置觉,但多数关节感受器只是在关节活动至极端程度才发生反应,并且有些学者发现在换置人造髋关节的患者中并无运动觉发生障碍的诉述,两侧对较大范围运动辨认的精确度大致相仿。这说明,运动觉与位置觉并不完全依赖于关节感受器的传入,更可能是与肌肉感受器的传入有关。
有些学者还提出放电和传出拷贝的概念,认为中枢在发出动作指令的同时,就将指令下达后必然会产生的结果传到相应的感觉中枢,在实际情况与预期结果不一致时,就会立刻引起注意。例如当弯腰准备提起一个重箱而发现实际是个空箱时,会突然一惊,这是因为外界传入的信息与感觉中枢准备接受的信息发生了意外的矛盾。如上所述,运动觉、关节位置觉都与肌肉感受器的活动有关。
前庭觉对运动控制亦有重要影响。前庭核是位于第4脑室底外侧的核群,它接受来自半规管的位觉刺激;由外侧核发出的纤维组成前庭脊髓束,在脊髓前索中下行,止于各节段的前角细胞,完成躯干、四肢姿势的反射性调节;由各核发出的纤维经小脑下脚进入小脑;再由小脑发出冲动经锥体外系完成平衡调节。
综上所述,运动的调节和综合功能,是按着脊髓水平的综合、脑干水平的综合、大脑边缘系统水平的综合和大脑新皮质水平的综合等顺序,阶梯性地建立起来的。
在神经系统的训练效果中,有与运动神经系统(躯体神经系统)有关的,有与中枢神经系统有关的,也有和自主神经系统有关的。这里主要介绍与运动系统和中枢神经系统有关的训练效果。
动作有意志动作(随意动作)、冲动动作和反射动作。学习新的运动技术,并能巧妙地运用,就是通过学习而使技术得以提高。所谓学习,也就是神经元一系列的组合,选择性地反复活动的结果。初学动作阶段因选择性较差,常常全部神经进入活动状态,而引起一些不必要的(多余)动作。但是,随着学习的深入,动作出现局限性,多余动作消失。这是由于大脑皮质运动区有抑制活动的参与,积极抑制了动作中不必要的肌肉活动所致。更进一步学习,就能顺利完成一连串想做的动作,这是学习的成熟阶段。由于神经元有可塑性(p1asticity),而使动作处于定型状态。
如跳远动作的发展过程,一般认为跳跃动作本身是系统发生学的行为,即是先天获得的,但肌肉活动的时间和顺序在本质上是不随意的,身体从立位姿势跳向空中,要求尽量在较长水平距离中移动,这只有在学习后才能完成。因此,这是个体发育过程中学会的动作,即后天获得的动作。
幼儿奔跑动作的步幅、步频以及速度,呈随年龄而增长的过程,2岁的幼儿已经能够完成跑这种动作,每秒钟的步频约为4次,且不再随年龄的增长而发生变化,即使是优秀运动员也大约只有5次/秒;但是随着学习,增大步幅,提高速度,逐渐能完成以快速为目的的动作。也就是说,能够完成高抬腿或者快速摆臂等动作以及能够更快速地水平移动。这种情况一方面可以认为是随着成长能量的产生增加,另外也是掌握了协调的跑步方法的结果。
以灵敏性为指标的反应时间,是指感觉神经和运动神经以大脑皮质为媒介进行反应的时间。反应时间是否能通过训练而缩短是体育运动中的一个非常重要的问题。
因运动项目的不同而出现的反应时间及反射时间的差异,是由先天素质决定还是受训练的结果影响尚不明确;但很明显的是,经常参加锻炼者的反应时间要短于非锻炼者。另外,有研究发现,通过一般性基础体力训练共计5个月,每周2次,每天进行30分钟的力量练习,以循环练习和协调练习各2次来测定全身反应时间,认为一般性的体力训练也可使全身反应时间缩短,但其主要原因是收缩速度的增加,而不是神经系统的促进所致。
关于神经纤维的传导时间,有人认为,尺神经纤维的最快传导速度,在4~5岁时可达顶峰,之后,随身体成长也不再缩短。关于成人,有人用肌电图测定H波潜伏期得出脊髓反射时间以及尺神经的传导速度,结果发现运动员与一般人,虽然技术和形态上有差异,而神经传导速度及反射时间并没有差异。
通过检验使用突触和不使用突触产生的效果,就可以了解训练的可能性。利用脊髓的单突触反射,对感觉神经通过的脊髓后根施以单一刺激时,单突触性运动神经元上就会出现反射性电位,此电位变动的大小,表示突触传递的兴奋状态。
为了观察不使用突触的效果,在后根神经节的末梢部切断来自腓肠肌的传入神经,则从下肢传入的神经冲动不再对运动神经元发生作用,这时单突触反射将逐渐下降。
运动神经系统由末梢神经、脊髓、脑干、大脑基底核、大脑边缘系统和大脑皮质等各个阶层和将其上下连接起来的命令系统(单一神经元途径、多神经元途径)所构成,若是其中的任何一个环节发生障碍,都会带来运动异常。古典学派将其分为锥体系障碍和锥体外系障碍,但要将两者截然分开是很难的。下面介绍运动控制障碍的类型,一般分成运动瘫痪、肌紧张异常、过度运动症、协调运动障碍等。
运动瘫痪是在随意运动下行通路的某处发生障碍的情况下引起的。这种情况往往在障碍部位和瘫痪部位、瘫痪特征之间存在着某种关系。末梢神经(下运动神经元)障碍会引起其支配区域内的肌肉群瘫痪,这种瘫痪表现为肌张力下降,叫做弛缓性瘫痪(flaccid paresis)。如是轻度瘫痪并延续一段时间后,会引起肌肉萎缩(muscle atorophy)。当病变位于脊髓前角细胞时,肌萎缩最为明显。
皮质脊髓束和皮质延髓束(上运动神经元,锥体束)引起的障碍现象稍微复杂一些。首先,即使是锥体束通过之处,也并非只是单纯的锥体束通过的纤维,也包含着其他许多神经元线路的纤维。当锥体束障碍时,锥体束以外的纤维也会发生障碍。以前曾认为锥体束性的瘫痪特征是痉挛性瘫痪(spastic paresis),是由于抑制锥体外系牵张反射的途径也受到了障碍所引起的现象。痉挛性瘫痪无疑是在脊髓前角细胞上位有病变的一种特征。痉挛性瘫痪是一种肌张力增强、牵张反射亢进的瘫痪。如病变局限于皮质,则瘫痪发生在对侧的上肢或下肢(单肢瘫痪,monoparesis);如内囊(internal capsule)病变则会造成半身不遂;如损伤发生在脊髓部位,将会引起两条腿瘫痪(双肢瘫痪,paraparesis)。除此之外,如脑干发生病变,将会引起同侧脑神经瘫痪和对侧半身不遂(交叉性瘫痪)。
特殊的瘫痪,有病因是来自神经肌肉接点处的。由于神经肌肉接点处的兴奋性化学递质乙酰胆碱被异常、迅速地分解,接点处的刺激传递受到阻碍,此现象称为重症肌无力症(myasthenia gravis),表现为肌肉特别容易疲劳和肌力下降,面部肌肉最容易发生此症。
所谓肌张力是指肌肉持续地、轻度地收缩状态。是由支配肌肉的末梢神经和中枢以及肌肉本身的特性(收缩性、弹性、伸展性)等综合起来而导致的。维持肌张力并起着基本作用的是牵张反射。与肌梭的I α 纤维,α运动神经元,γ运动神经元以及影响后两者的下行通路等有关。牵张反射起着维持姿势的基本作用,也就是说,为维持某种基本姿势所必需的抗重力肌肉群进行反射性的收缩(姿势反射),在无意识状态中维持正确的姿势。人们并非经常保持一种姿势,而是不断地变换着姿势。由于来自迷路、眼、颈部本体感受器的刺激,牵张反射经常受到修正,从而发生反射性的运动(翻正反射)。由于姿势的不同,也会使肌张力受到复杂的影响。
肌张力异常增加时,会出现痉挛或挛缩(spasticity)和肌强直(rigidity)。挛缩是一种牵张反射亢进状态,肌张力的增强在拮抗肌之间是不均等的,总的来说在抗重力肌中表现最强烈(人的上肢屈肌、下肢伸肌)。另外,对于被动运动,最初抵抗力升高,当超过某种限度时,抵抗将会骤减(折刀现象,clasp-knif phenomenon)。肌强直是一种屈肌和伸肌同时处于持续的紧张性提高的状态,表现为一切方向的被动运动从始到终抵抗持续地增强。这在因大脑基底核群发生障碍出现帕金森综合征时可见到,当然原因并非一个。与以上状态相反,肌肉一旦失去正常的紧张度,就会变得柔软、松弛,对被动运动不产生对抗。这些紧张异常状态很少是单独引起的,大多是伴随其他运动异常所致。
多神经元调节系统(锥体外系)对伸肌或屈肌起着抑制或促进作用,从整体来说统一着运动的协调进行。如其中抑制系统发生障碍,就会引起异常过多的运动(hyperkinesis),过度运动症有震颤(tremor)、舞蹈病(chorea)、手足徐动症(athetosis)、抽搐(ballimus)、肌张力障碍(dystonia)等。过度运动症在大脑基底核和小脑障碍时可以看到,至于哪种过度运动症因哪个部位的异常造成的,其详细情况还不十分明了。
1.震颤 是一种最明显易见的过度运动症,出现四肢、头部、颚、嘴唇等部位以各种振幅和周期进行振动的现象,这在小脑病患者和震颤麻痹综合征中可以看到。另外,还有尚未明确原因的原发性震颤和正常人在紧张和疲劳时的生理性震颤等。
2.舞蹈病 是在短时间内发生的急速而无目的的、不规则的运动。
3.手足徐动症 是一种四肢末端缓慢的、不规则的、弯曲的、扭转似的运动。
4.抽搐 是一种躯干和接近躯干的四肢肌肉急骤的幅度大的运动,可见到激烈振臂的运动,很多情况发生在一侧(hemiballismus)。
5.肌张力障碍症 是一种躯干和接近躯干的四肢部分肌肉不断痉挛的状态,可以认为是一种畸形肌异常紧张症(dystonia musculorum deformans),也包括扭拧身体的动作。另外,一旦颈肌发生扭转性挛缩(torsion spasm),将会带来痉挛性斜颈(spasmodic torticoris)。
小脑在保持体位、调节和姿势运动有关的肌肉紧张和随意运动的协调上起着很重要的作用。这些功能与系统发生学的分区有着密切的关系。当小脑的正中部发生障碍时,体位的保持和姿势运动就会失调,走路时像醉酒似的易摔倒;另外,当小脑半球部发生障碍时,就会破坏随意运动中的协调性,运动笨拙,不能进行调节,在运动中出现震颤,除此之外,拿桌子上的东西时与目测距离的误差较大,肌张力降低。
协调功能的障碍称为共济失调。共济失调有3种:前庭性、感觉性及小脑性。共济失调常见于小脑半球或其与对侧额叶皮质间联系的损害(病变偶然在额叶内),在其他部位的病变中也可能发生。
急性的迷路冲动可使机体对环境空间的调节暂时地发生紊乱,出现前庭性共济失调,同时伴发眩晕。
深感觉障碍则破坏运动的反馈机制,使病人不能意识到动作中肢体的空间位置,也丧失重要的反射冲动,发生感觉性的共济失调。这种情况可见于周围神经、脊髓后索以及顶叶皮质的病变。某些枕叶病变可使病人对目标物距离的判断产生错误。感觉性共济失调的患者常在睁眼时症状减轻而闭目时加剧。
小脑性共济失调的特点是有共济失调的体征但与视觉无关,不受睁眼与闭眼的影响,不伴有感觉障碍、位置与震动觉障碍。
此外,不自主动作、肌张力增高和轻度瘫痪都影响动作的正常进行,检查前需先排除。
共济失调病人在空间和时间上对肌收缩的控制障碍主要表现为:辨距不良,即动作的幅度不是太大(辨距过度),便是太小(辨距不足);动作分解,即各肌群在时间上不能很好地配合,顺畅流利的动作变成许多孤立的收缩阶段;肌收缩和松弛不及时,在做来回重复性动作时最为明显,临床上称之为轮替动作失常。这些障碍也可在语言和书写中表现出来。小脑性共济失调病人的言语迟缓、含糊,但又会突然爆出几个字音,称为爆音性呐吃;书写常有字体过大、笔画不匀的现象。协调障碍的病人日常活动常会受到影响,例如穿衣、系扣、取物、进食等。
临床康复中,协调性训练(coordination exercise)适用于共济失调或缺乏运动控制能力的患者,一般常用于上运动神经元障碍患者,例如脑性瘫痪、脑外伤及脑卒中等,但其原则也可应用于某些下运动神经元和软组织病变。
多数人知道训练可增强肌肉的力量与耐力,但对其增加控制和协调能力及生理学效应了解不多。控制和协调能力二者密不可分,但并非完全相同。控制和协调能力练习的目标是形成感觉印象和运动程序,二者存储于大脑中,进而产生动作。当中枢神经系统受损时,可通过未受损神经元的侧支生长、其他神经元或神经通路的替代,在受损区域外的其他地方重新形成感觉印象和运动程序。当中枢神经系统未受损,而下运动神经元或软组织疾病导致运动障碍时,通过练习可重新启用正常情况下被抑制的神经通路。
学习控制和协调能力最主要的是重复,如果一种动作重复得足够多,这种过程将被学会并存储,并且在不断重复的过程中,完成这种动作所花费的精力会越来越少。
将支配猴子的一侧前肢的背根切断后,猴子在一般情况下不再运用这个失传入支配的肢体。然后将正常侧前肢缚住不让活动,则猴子在饥饿情况下能学会以失传入支配的前肢伸出笼外拿取食物。刚进行手术后不久,肢体执行任何动作都极度依赖于视觉的监控;经过2周~3个月,肢体动作的灵活性恢复,能不借助于视觉而进行活动。
1.一定要完成具体的练习任务 换句话说,如果行走是主要目标,那么患者无论采用什么方法或使用什么辅助器具,行走是必须练习的。不必担心最初做出的动作是否正确或协调,如果行走目标难以完成,则应降低标准,确保能够完成(例如由行走改为站、坐或平衡练习),直到这一练习充分掌握时,再完成更高水平的目标。
2.单个动作练习 将任务分成多个部分,在连贯完成之前先进行单个动作的练习。例如,在行走之前,患者先练习行走的各个分解动作,诸如脚的位置、腿的摆动、脚触地、平衡以及重心转移练习。直到每个动作完成得满意时再进行行走训练。训练任务越复杂,就应划分得越细,当单个动作练习得满意时再完成整体连贯动作。
3.相关动作练习 在完成用以提高控制和协调能力的具体任务之前,先进行一些与之“关系不大”的动作的练习。例如,行走之前,患者先进行脚、踝、髋运动协调性的练习,进行多个肌群拮抗或促进模式的练习,直到满意时再进行行走训练;又如,为了提高手的控制能力,采取将钉子插入小洞,再将不同型号的钉子从一处插到另一处的锻炼方式;再如,通过勾画椭圆和不同的形状来练习书写能力,而不是直接练习书写文字。
但是,整体与部分的总和不完全相同,技能的掌握也不可能完全依赖部分的简单累加。
协调性训练是让患者在意识控制下,训练其在神经系统中形成预编程序,自动的、多块肌肉协调运动的记忆印迹,从而使患者能够随意再现多块肌肉协调、主动运动形式的能力,而且比单块肌肉随意控制所产生的动作更迅速、更精确、更有力。协调性练习已广泛用于深部感觉障碍,小脑性、前庭迷路性和大脑性运动失调,以及一系列因不随意运动所致的协调运动障碍。协调性训练的基础是利用残存部分的感觉系统以及利用视觉、听觉和触觉来管理随意运动,其本质在于集中注意力,进行反复正确的练习。主要方法是在不同体位下分别进行肢体、躯干、手、足协调性的活动训练,反复强化练习。
1.单块肌肉的训练法
(1)原则:在临床对患者做单肌控制训练时要按一定的原则和要求进行。
1)由于单肌控制训练是一个需要精力高度集中及密切合作的再学习过程,训练应在安静的环境中进行,要求患者情绪要稳定、注意力完全集中、密切合作。当患者感到疲劳或不能集中注意力进行训练时,应暂时停止。
2)训练时,患者保持松弛、舒服、安全的体位,若患者全身无力或有平衡障碍,应充分支持其处于斜卧位。
3)患者应具有完好的本体感受器或距离感受器,以便对整个训练过程中肌肉的活动进行监控,训练的重点是本体感觉。如果有本体感觉受损,训练的每个动作均要让患者观察到,以便利用视觉反馈进行监控。
4)患者应在关节活动范围内无疼痛感,若有疼痛,应待疼痛减轻或至少关节在30°内活动无疼痛时方能开始训练。
5)为帮助患者尽快地达到目标,可用肌电生物反馈法来加强原动肌的动作或抑制不需要的其他肌肉的动作。
6)当患者意识不能启动原动肌或难以收缩单块肌肉时,应用简单的或专门的促进方法,一旦原动肌能主动收缩,在协调训练之前就应停止这种方法。
7)训练中负荷应小,要求患者不要过度用力。只有在小负荷的情况下,才能使活动局限于单块肌肉。使用最小的力使原动肌收缩的同时,应给予最大的助力而不是阻力。过度用力易引起兴奋向其他神经元扩散,从而引起其他肌肉收缩,使运动不协调。
8)在整个训练过程中,应避免出现替代性动作。必须在完成单块肌肉控制能力训练后,方可进行更复杂的协调运动训练。
9)应在受过训练的治疗师的正确指导和监督下进行。训练指示或口令应准确、清晰,也应便于患者理解、执行。随时调整、纠正不正确的训练方法。
(2)临床具体训练方法提示:根据不同治疗要求采取不同的体位,较常用的基本姿势是头部抬高的仰卧位,以便患者看见整个训练过程。要求患者把注意力集中到所训练的部位及肌肉上。治疗师给病人做被动运动时让患者去想象这一运动过程,体会肌肉运动的感觉,还要配合声音刺激:“用力,再用力一点!”当训练的肌肉能做有力的动作,并且能控制运动时,治疗师应逐渐减少协助,直至患者能进行正确的抗重力收缩。对肌张力亢进者,应先进行缓慢的全关节被动伸展,在达到完全伸展后应稍停顿片刻,以减轻肌张力,或先进行肌肉放松训练。视患者情况可做1~3节,每节中间休息1~3分钟。每天重复运动的次数,应根据患者的情况及肌肉的疲劳程度而定,每天1~3遍,平均做2遍。
2.多块肌肉协调动作的训练 协调训练是一种复杂、综合的系统训练过程,因此,要按一定的原则和要求进行。
(1)原则:
1)应从最初的卧位训练逐渐过渡到坐位及站位训练;前一训练动作熟练后,再进行下一个动作的训练。
2)从简单、单一的动作逐渐过渡到有多块肌肉协调运动的复杂动作训练;从一侧的单一训练到两侧复杂动作的训练,最后进行难度最大的两侧同时运动的协调动作训练。
3)从最初广泛的快速动作开始,随着熟练程度的提高,过渡到范围小的慢速动作的训练。
4)最初睁眼做动作,以利用视觉反馈进行调整。等动作熟练后再交替睁眼和闭眼,最后闭眼做动作。
5)复杂动作应分解,单独逐项训练,等能准确、熟练地执行一个复杂动作的各分解动作后,方可将各分解动作合并在一起训练,直到能准确完成整个复杂的动作。训练中对所做的动作要求要准确,重复训练才可能获得运动协调能力。
(2)临床具体训练方法提示:可以依据不同情况采用被动运动训练法、神经生理学疗法、改善协调性运动的作业疗法、改善平衡功能的平衡训练法、肌电生物反馈疗法、Frenkel训练法,分别在仰卧位、坐位、站立位和步行时进行训练。
3.练习项目
(1)双侧上肢交替运动:
1)双上肢交替上举活动:如右臂、左臂交替上举,要求高过头,并尽量伸直。速度可逐渐加快。
2)双侧交替屈肘:双臂向前平举(肩屈曲90°),前臂旋后,左右交替屈肘拍肩、伸肘。速度可逐渐加快。
3)交替摸肩上举:左侧屈肘、鹰嘴尖朝下,手摸同侧肩,然后上举,左右交替进行。
4)两臂前平举,左右前臂交替旋前旋后。快速进行。
5)掌心掌背拍手:双手在胸前掌心互击,然后两手手背相击,交替进行。
6)两臂伸直外展,前臂旋后,交替拍同侧肩膀。
7)太极拳云手。
8)两手在胸前,左手五个手指指腹相继与右手相应的手指相触,快速进行。
9)双手同时用五个手指轮替地敲击桌面,让其发出有节奏的声音。
10)用左手握拳敲击右手手掌,然后用右手握拳敲击左手手掌。
11)双手握拳,轮替用小指、环指、中指、示指指甲部弹击桌面,让其发出类似奔马的声音。
(2)双下肢的交替运动:
1)双脚交替拍打地面,坐位左右交替伸膝、屈膝,坐位抬腿踏步。
2)高椅坐位,双小腿外展,然后内收,左脚在内收位时放在右脚前,再外展内收,内收位时右脚在左脚前。交替进行。
3)坐位两腿伸直,外展,内收时左腿放于右腿上。交替进行。
(3)定位、方向性活动:
1)利用手臂稳定度测量仪进行手臂稳定训练。
2)利用上肢协调训练器训练。
3)走迷宫。
4)木钉板训练。
5)触摸治疗师伸出的手指(不断变换位置)。
6)接住抛过来的软球。
7)在纸上画圆圈。
(4)全身协调性运动:
1)原地摆臂踏步运动。
2)弓箭步转身运动。
3)跳跃击掌:两脚与肩同宽站立位,双手平举;跳跃后并足落地,双手上举至头顶,两掌心相击。交替进行。
4)跳绳。
5)功率自行车练习、划船、打球、障碍步行、太极拳等活动,均可训练运动协调性。
(5)水中运动:在水中应注意做平衡协调性训练。让患者站在水池中的平行杠内,水深以患者能站稳为宜,然后由医务人员从不同方向向患者身体推水作浪,或用水流冲击,干扰患者平衡,要求患者通过自己的努力,对抗水流冲击而保持平衡。然后嘱患者进行协调性练习,如做划水动作,双上肢做蛙泳式分水或自由泳式的动作,然后是上肢扶池边做下肢击水动作,再做上下肢协调性划水练习。最后在水中做步行练习,只要平衡能力强,水中步行较地面上容易。在进入水中后,先在平行杠内双手抓住杠练习步行。由于身体重量被浮力抵消,此练习在手的支撑下即使肌力较弱的瘫痪患者也易于完成。这同样适用于下肢肌肉、关节病变或骨折恢复期的患者。
(6)弗伦克尔训练法(Frenkel法):弗伦克尔(Frenkel H.S.)设计了对本体感觉消失所致的步态失调的训练治疗方案。主要采取卧位、坐位、立位和步行4种姿势。其要点是在训练时使患者集中注意力,学会用视觉代替消失的本体觉。方法如下:
1)仰卧位:①屈伸一侧下肢:由屈膝位开始,足跟在治疗台上滑动,直至下肢伸直。②外展内收髋关节:屈膝,足跟放在治疗台上不动。③外展内收髋关节:髋、膝关节伸展,下肢在治疗台上滑动。④屈伸髋、膝关节:足跟从治疗台上抬起。⑤足跟放在对侧膝部,沿胫骨向足部滑动。⑥两下肢同时屈伸:两足跟在治疗台上同时滑动。⑦两下肢交替屈伸:两足跟在治疗台上交替滑动。⑧一侧下肢屈伸,另一侧下肢外展、内收。
2)坐位:①让患者用足接近PT的手,每次变动手的位置。②下肢抬起,再踏在预先画好的脚印上。③一动不动地静坐数分钟(静止)。④两膝并拢,交替站立,坐下。
3)立位:①让患者在一直线上前后移动其足。②沿弯曲的线步行。③在2条平行线间沿平行线步行。④尽量准确地踏着预先画好的脚印步行。
(7)本体感觉促进技术(PNF) 详见第四章第三节 二、本体感觉促进技术。
4.注意事项 ①训练前,要求患者学会放松,减少紧张或恐惧心理。如有肌肉痉挛,要先设法缓解。②密切监控以防意外,但又不能把患者固定牢,否则患者不能作出反应。③一定要让患者有安全感,避免因害怕、紧张而诱发全身痉挛。④对下肢运动失调的患者应特别注意防止跌倒。⑤操作时切忌过分用力,以免引起兴奋的扩散,因为兴奋扩散往往会加重不协调。⑥严格掌握运动量,过度疲劳不但影响训练的继续,而且使运动不协调加重。
5.适应证 大脑性、小脑性、前庭迷路性、深感觉性协调运动障碍及帕金森病和不自主运动等疾病;上运动神经元疾病及损伤(如脑血管意外、脑外伤、脊髓损伤及脊髓炎等)引起的偏瘫、截瘫或四肢瘫痪;下运动神经元疾病及损伤(多发性神经炎、脊髓灰质炎等)引起的运动及协调运动障碍;运动系统伤病患者。
6.禁忌证 疾病的急性期或亚急性期;有急性炎症存在,发热在38℃以上、白细胞计数明显增高者;有心功能不全或失代偿者,如严重的心律失常、安静时脉搏超过100次/分钟以上、舒张期血压超过16kPa或收缩期血压低于13.3kPa,并伴有自觉症状的、心肌损害发作后大约2周以内的患者;全身状况较差、功能失代偿者;外伤后有明显的急性期症状、骨折愈合尚不充分或手术后未拆线者;剧烈伤痛者。
7.训练示例 训练强度为70%,每星期3次,项目如下:①纵跳。②前后跳。③侧跳。④方形跳。⑤转向跳。⑥跳跃转向。⑦侧向交叉步。⑧手脚反向动作。⑨站蹲撑地。
8.注意事项 协调性训练要求在速度与时间和动作配合下完成。
控制和协调能力的适当发展,需要存在特定的组织结构,即包括运动、感觉控制与存储中枢、联系中枢和终末效应器官完整的神经通路。
感觉印象的建立是控制与协调的最初目标,所以感觉反馈尤其关键。在训练过程中应特别强调位置觉和触压觉。如果不具备正常的感觉,那么必须利用未受损的感觉进行代偿。当患者不能进行主动运动时,被动运动可提供本体感觉的传入。运动练习正确时加以口头表扬,这将促使患者运动得更好;视觉反馈同样有益。视觉和听觉的暗示可使肌肉兴奋。肌电反馈也有一定帮助,这一方法已应用于跟腱移植术、足下垂、肩关节半脱位的脑卒中患者,手功能受损患者的治疗也有成功的报道。如果患者缺乏足够的力量、耐力及运动范围,则需纠正这些问题,或者在锻炼的同时给予额外的帮助。
心理年龄、集中力、注意力、洞察力及调动性等,也会影响训练效果,因此,有必要通过减轻干扰、增加运动的趣味性,以及降低复杂程度,来减轻上述因素的不良影响;避免过劳和不适,创造一种安全和放松的环境也是非常重要的。要形成准确的感觉印象,运动练习的目的必须明确,应避免替代或超负荷练习,尽量减少自发练习,还要给予充分的支持以及采用一定的姿势和器械,这样可减少不理想的练习。有些学者认为耐力和努力对本体感受反馈的发育也是重要的。要减轻心智因素的不利影响,基本的练习方法是:明确要完成的运动或任务,不断重复这种行为,同时纠正出现的错误,直到形成恰当的感觉印象和运动模式。
此外,还可结合其他方法来促进运动。反射、电刺激以及感觉易化技术(如冷刺激、振动和皮肤按摩)均是有益的。利用反射和恰当的姿势也能抑制不利运动的出现。
还有一些其他有关协调性练习的方法可用以解决各种问题,Frenkel首先提出一系列下肢协调性的练习方法,用来治疗运动性共济失调,主要有:开始阶段利用简单的模式,重复缓慢的、精细的下肢运动,而当获得控制能力后再提高难度。上肢协调练习通常包括各种握持方式的使用,诸如对捏或拇指—示指对捏练习等。利用这些不同的练习方法,可完成一定的控制活动,例如:将钉子插到板孔中,或者由作业治疗师指导完成功能性的活动或娱乐活动。开始阶段需要帮助,当取得进步后可逐渐减少帮助。
(黄东锋 陈少贞 陈正宏)