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目前抽动产生的中枢神经机制仍不是十分明确，但研究表明“皮质—纹状体—丘脑—皮层”回路活动异常对多发性抽动症患儿具有一定的影响。越来越多的证据表明，交感及副交感神经活动对抽动均有一定的作用。自主神经传入纤维携带几乎所有器官的内脏信息并传递给迷走神经及脊髓。这样外周传入的信息就能传入中枢神经系统，并能产生感觉。传入内脏神经的直接感受最终传递给孤束核、臂旁核或丘脑，信息再进一步传递给基底节及皮层。在额叶皮层、基底节及丘脑内的回路对运动控制的协调性起到了非常重要的作用。基底节内皮层下神经元由上至下将运动控制转换为丘脑上的纹状体及苍白球的抑制活动，纹状体及苍白球再将信息进一步反馈给大脑皮层。最近研究显示，相对于健康对照组，虽然抽动患者扣带回、尾状核及顶叶皮层活动显著减少，但运动活动整体增加，表明运动控制的抑制作用发生了缺陷。