1.脊髓的位置 脊髓(spinal cord)位于椎管内,上端平枕骨大孔处与延髓相连,下端在成人平第1腰椎体下缘,在新生儿平第3腰椎体下缘。
2.脊髓的形态 脊髓呈前后略扁的圆柱状,下端逐渐缩细形成脊髓圆锥(conus medullaris),脊髓圆锥末端以下延续为终丝(filum terminale),连至尾骨,对脊髓起固定作用。脊髓全长粗细不等,有两处梭形膨大,上部位于C 4 ~T 1 的膨大称为颈膨大(cervical enlargement),下部位于L 1 ~S 3 的膨大称为腰骶膨大(lumbosacral enlargement),这两处膨大分别控制上肢和下肢,由于上下肢活动精细,神经元和神经纤维在这两处显著增多,因而形成膨大。
脊髓外形上没有明显的节段性,一般以每一对脊神经前、后根的根丝相连的部分作为一个脊髓节段,脊神经有31对,因而根据脊神经与脊髓的连接关系,将脊髓分为31个节段,即颈髓(C)8节、胸髓(T)12节、腰髓(L)5节、骶髓(S)5节和尾髓(Co)1节。由于脊髓在发育过程中,其生长速度慢于脊柱,脊髓上端与延髓相连,位置固定,因而导致各脊髓节段渐次高于相应的椎骨位置,出生时脊髓末端高度平对第3腰椎下缘,至成年人进一步提升至第1腰椎下缘。因而在脊髓圆锥以下,与腰、骶、尾髓相连的脊神经前、后根在出椎管前,先于椎管硬膜囊内下行,围绕于终丝周围,形成马尾(cauda equina)。在临床上,了解各脊髓节段与椎骨位置的对应关系,对于判断脊髓损伤平面及手术定位,具有重要临床意义(图3-12、表3-1)。
图3-12 脊髓的外形与脊髓节段
表3-1 脊髓节段与椎骨对应关系
脊髓由灰质和白质构成,有中央管(central canal)贯穿脊髓全长。灰质在内部,白质在周边(图3-13)。
图3-13 脊髓的内部结构
1.灰质 在横切面上呈“H”形,可分为前角、中间带和后角三部分。
(1)前角(anterior horn) 主要含有躯体运动神经元,其轴突经前根和脊神经分布至躯干四肢骨骼肌。前角运动神经元可分为大型的α运动神经元和小型的γ运动神经元。α运动神经元支配梭外骨骼肌,完成骨骼肌的意识性舒缩;γ运动神经元支配梭内骨骼肌,主要作用与肌张力调节有关。
(2)中间带(intermediate zone) 在第1胸髓至第3腰髓节段,中间带外侧部明显向外侧突出,形成侧角(lateral horn),为交感神经的低级中枢。在第2~4骶髓节段的中间带外侧部,是脊髓内的副交感神经低级中枢。
(3)后角(posterior horn) 主要接受来自脊神经传入的躯干和四肢的躯体感觉信息。
2.白质 位于灰质周围,可根据脊髓表面的沟裂,分为前索、外侧索和后索三部分。脊髓白质主要由联系脑和脊髓的长距离上下行纤维束(传导束)构成。
(1)上行传导束 又称感觉传导束,把来自后根的各类感觉信息向上传导至脑的不同部位。
1)薄束(fasciculus gracilis)和楔束(fasciculus cuneatus):二者均位于后索,由同侧脊神经节假单极神经元的中枢突经后根进入脊髓后直接延续而来,传导来自同侧躯干、四肢的意识性本体感觉和精细触觉。薄束起自第5胸节及以下的脊神经节细胞,感觉传导范围为下肢和躯干下部。楔束起自第4胸节及以上的脊神经节细胞,感觉传导范围为上肢和躯干上部。
2)脊髓丘脑束:包括脊髓丘脑前束和脊髓丘脑侧束,其纤维主要来自对侧灰质后角细胞的轴突。脊髓丘脑前束(anterior spinothalamic tract)位于前索,传导对侧躯干、四肢的压觉和轻触觉;脊髓丘脑侧束(lateral spinothalamic tract)位于外侧索前部,传导对侧躯干、四肢的痛觉和温觉。
3)脊髓小脑束:位于侧索的后外侧部,主要向小脑传导非意识性本体感觉信息。
(2)下行传导束 又称运动传导束,起自脑的不同部位,将运动指令直接或间接传递至灰质前角或中间带外侧核。
皮质脊髓束主要起自大脑皮质的中央前回,下行至延髓时,大部分纤维交叉至对侧下行入脊髓,形成皮质脊髓侧束(lateral corticospinal tract);小部分不交叉纤维在同侧下行入脊髓,形成皮质脊髓前束(anterior corticospinal tract)。皮质脊髓前束位于前索,皮质脊髓侧束位于外侧索后部,将大脑皮质的意识性运动指令传至灰质前角。皮质脊髓侧束于脊髓外侧索后部下行,止于同侧灰质前角的躯体运动神经元,支配上下肢骨骼肌;皮质脊髓前束于脊髓前索下行,止于双侧灰质前角的躯体运动神经元,支配躯干固有肌。
此外,下行传导束还有红核脊髓束、前庭脊髓束、网状脊髓束、内侧纵束等。
(3)脊髓固有束 在脊髓阶段内或节段间起联系作用。
1.传导功能 通过上行传导束把来自后根传入的感觉信息上行传递至脑的不同部位;通过下行传导束把来自脑不同部位的运动指令下传至脊髓,经过脊髓的中继后,支配骨骼肌,调控内脏、心血管和腺体的功能活动。
2.反射功能 脊髓反射是在脑的控制下进行的固有反射活动,如牵张反射、屈曲反射、排尿排便反射等。
脑位于颅腔内,可分为延髓、脑桥、中脑、小脑、间脑和端脑6部分(图3-14)。
图3-14 脑的侧面观及脑的正中矢状切
1.脑干的位置与外形 脑干(brain stem)自下而上由延髓、脑桥和中脑三部分组成,位于颅后窝前部,中脑向上邻接间脑,延髓向下在枕骨大孔处与脊髓相连,延髓和脑桥的背侧邻小脑,并与小脑间围成一锥形空隙,称第四脑室(forth ventricle)(图3-15)。
图3-15 脑干的外形
(1)延髓(medulla oblongata) 形似倒置的圆锥体,其腹侧面中线两侧的纵行隆起称锥体(pyramid),由下行至延髓的锥体束纤维(主要是皮质脊髓束)构成,在延髓下部,大部分皮质脊髓束纤维左右交叉,形成锥体交叉(decussation of pyramid)。锥体的外侧有舌下神经根出脑,延髓的两侧自上而下依次有舌咽神经、迷走神经和副神经的根丝相连。
(2)脑桥(pons) 腹侧面膨隆宽阔,形成脑桥基底部,与延髓之间以延髓脑桥沟为界,沟内由中线向外侧依次有展神经、面神经和前庭蜗神经相连。脑桥基底向外后延伸,逐渐缩细延续为小脑中脚,与小脑中脚交界处有三叉神经相连。
在延髓上部和脑桥的背侧面有一菱形浅窝,称为菱形窝(rhomboid fossa),为中央管后壁向两侧敞开形成,构成第四脑室底。
(3)中脑(midbrain) 腹侧面为一对粗大的纵柱,称大脑脚(cerebral peduncle),两侧大脑脚之间为脚间窝,有动眼神经穿出。背侧部为四叠体,由上、下各一对圆丘形隆起组成,分别称上丘(superior colliculus)和下丘(inferior colliculus),其深面的灰质核团分别为视、听觉的皮质下反射中枢。
2.脑干的内部结构
(1)灰质 脑干内部的灰质为不连续的灰质块,形成大量的神经核,可分为脑神经核、非脑神经核两类。
1)脑神经核:是脑干内与第Ⅲ~Ⅻ对脑神经相连的神经核,根据功能、性质分为7类(图3-16)。
图3-16 脑神经核在脑干背侧的投影
①一般躯体运动核:包括动眼神经核、滑车神经核、展神经核和舌下神经核,发出一般躯体运动纤维,支配由肌节演化形成的眼外肌、舌部骨骼肌。②特殊内脏运动核:包括三叉神经运动核、面神经核、疑核和副神经核,发出特殊内脏运动纤维,主要支配咀嚼肌、面肌、咽喉肌等由鳃弓演化形成的骨骼肌。③一般内脏运动核:动眼神经副核、上泌涎核、下泌涎核和迷走神经背核,均为副交感核,为副交感神经在脑部的低级中枢。④特殊内脏感觉核:孤束核,接受传入的初级味觉纤维。⑤一般内脏感觉核:孤束核,接受经由脑神经传入的一般内脏感觉信息。⑥特殊躯体感觉核:包括前庭神经核和蜗神经核,接受传入的平衡觉纤维、初级听觉。⑦一般躯体感觉核:主要是三叉神经脑桥核与三叉神经脊束核,接受经由脑神经传入的头面部皮肤、黏膜的躯体感觉信息。
2)非脑神经核:主要为脑干内上、下行纤维束的中继核,如薄束核与楔束核,分别接受脊髓内上行的薄束和楔束纤维,并发出轴突,交叉后上行,组成内侧丘系至间脑。
(2)白质 主要是上、下行传导束。
1)上行传导束:主要的有内侧丘系、三叉丘系、脊髓丘系等(图3-40)。
内侧丘系(medial lemniscus)起自延髓的薄束核与楔束核的纤维,左右交叉后上行,止于背侧丘脑。传导来自对侧躯干、四肢的意识性本体感觉和精细触觉。
三叉丘系(trigeminal lemniscus)起自延髓和脑桥的一般躯体感觉核,纤维左右交叉后上行,止于背侧丘脑。传导来自对侧头面部的痛觉、温觉和触觉。
脊髓丘脑束(spinothalamic tract)又称为脊髓丘系,为脊髓内脊髓丘脑束的延续,上行至背侧丘脑。传导对侧躯干和四肢的痛觉、温觉和触觉信息。
2)下行传导束:主要有皮质脊髓束和皮质核束,二者组成锥体束(pyramidal tract)(图3-42)。
皮质脊髓束(corticospinal tract)来自同侧大脑皮质,于延髓锥体下部分为皮质脊髓前束和皮质脊髓侧束进入脊髓。功能是支配躯干、上下肢骨骼肌。
皮质核束(corticonuclear tract)也称皮质脑干束,来自同侧大脑皮质,止于脑干内的脑神经运动核。功能是支配头面部骨骼肌。
(3)网状结构 位于脑干被盖中央的灰白质交织区域,具有广泛的纤维联系。
3.脑干的功能
(1)传导功能、反射功能
(2)网状结构的功能 维持大脑皮质的觉醒状态,调控睡眠,调节肌张力。延髓网状结构内有调节呼吸和心血管活动的“生命中枢”。
小脑(cerebellum)位于颅后窝,由两侧膨大的小脑半球(cerebellar hemisphere)和中间部狭窄并盘曲如环的小脑蚓(vermis)构成(图3-17、图3-18)。两侧小脑半球的上面平坦,下面各有一明显的隆突部分,称为小脑扁桃体(tonsil of cerebellum),颅内压增高时,可被向下挤压入枕骨大孔,压迫延髓的心血管中枢和呼吸中枢,导致枕骨大孔疝或小脑扁桃体疝,可危及生命。小脑是重要的躯体运动调节中枢,功能主要是调节肌张力、维持身体平衡、协调精细的随意运动。
图3-17 小脑的外形
图3-18 脑干、小脑和间脑(正中矢状切)
间脑(diencephalon)位于中脑的前上方,大部分被大脑半球笼罩,主要包括背侧丘脑、后丘脑、下丘脑三部分。两侧间脑之间的矢状位间隙,称第三脑室(third ventricle),其外侧壁上有室间孔通侧脑室,向后下以中脑水管通第四脑室(图3-18)。
1.背侧丘脑(dorsal thalamus) 也称丘脑,位于间脑的背侧部,是间脑中最大的一对卵圆形灰质团块。背侧丘脑内部有一呈“Y”形的白质板,称内髓板。内髓板将背侧丘脑分为三部分,分别是前核群、内侧核群和外侧核群,其中外侧核群腹侧后部又可分为腹后外侧核(ventral posterolateral nucleus)和腹后内侧核(ventral posteromedial nucleus)。背侧丘脑是皮质下高级感觉中枢,对侧半身的躯体浅、深感觉信息经过背侧丘脑的腹后内侧核和腹后外侧核中继后,投射向大脑皮质(图3-19)。
图3-19 背侧丘脑的内部结构
2.后丘脑(metathalamus) 位于背侧丘脑的后外下方,由内侧膝状体(medial geniculate body)和外侧膝状体(lateral geniculate body)组成(图3-15),前者是听觉传导通路的中继核,后者是视觉传导通路的中继核。
3.下丘脑(hypothalamus) 位于背侧丘脑的前下方。下丘脑是皮质下内脏活动中枢,对内分泌、体温等有重要调控作用。
端脑(telencephalon)由左、右两侧的大脑半球(cerebral hemisphere)组成,两侧大脑半球之间的裂隙称大脑纵裂,大脑纵裂的底部为连接左右大脑半球的胼胝体(corpus callosum)(图3-14)。
1.大脑半球的外形与分叶 大脑半球表面凹凸不平,布满深浅不一的脑沟及相邻脑沟之间隆起的脑回。每侧大脑半球以中央沟、外侧沟和顶枕沟分为5个叶,即额叶、顶叶、颞叶、枕叶和岛叶。
2.大脑皮质的机能定位 大脑皮质(cerebral cortex)为位于大脑半球表层的灰质,是高级神经活动的结构基础。大脑皮质的不同区域行使不同的高级神经活动,一般将这些不同的功能区称为中枢。主要的机能中枢如下。
(1)躯体运动中枢 位于中央前回和中央旁小叶前部,是管理骨骼肌随意运动的高级中枢。有以下三个特点:①交叉性支配;②局部定位倒置;③投影区面积与身体各部骨骼肌运动的精细程度成正相关。
(2)躯体感觉中枢 位于中央后回和中央旁小叶后部,是管理躯体浅、深感觉的高级中枢。有以下三个特点:①交叉性投射;②局部定位倒置;③投影区面积与身体各部感觉的灵敏程度成正相关。
(3)视觉中枢 位于枕叶内侧面的距状沟两侧。一侧的视觉中枢接受同侧眼颞侧半视网膜和对侧眼鼻侧半视网膜的视觉信息。
(4)听觉中枢 位于颞横回。每一侧听觉中枢同时接受双耳的听觉信息。
(5)语言区 专门处理人类特有语言文字信息的中枢,只在一侧大脑半球上出现,一般将形成语言区的大脑半球称为优势半球:①运动性语言中枢(说话中枢):位于额下回的后部,即Broca区,若此区受损,会产生运动性失语症,即丧失了说话能力,但仍能发音。②视运动性语言中枢(书写中枢):位于额中回的后部。若此区受损,虽然手部的运动没有障碍,但不能写出正确的文字,称为失写症。③听觉性语言中枢(听话中枢):位于颞上回的后部。若此区受损,虽然患者听觉正常,能够听到别人说话,但不能听懂、理解别人说话的意思,成为感觉性失语症。④视觉性语言中枢(阅读中枢):位于颞横回。若此区受损时,视觉正常,但患者不能理解文字符号的意义,称为失读症。
3.端脑的内部结构 灰质在大脑半球表面形成大脑皮质,在大脑半球内部形成基底核。白质在大脑半球内部,称大脑髓质。大脑半球内部的不规则空隙,形成侧脑室。
(1)基底核(basal nucleus) 位于白质内,包括尾状核(caudate nucleus)、豆状核(lentiform nucleus)、屏状核和杏仁体四部分。尾状核位于背侧丘脑的外侧,弯曲呈弓状。豆状核位于岛叶深部,又可分为壳(putamen)和苍白球(globus pallidus)两部分。一般把尾状核与豆状核合称为纹状体,又可将其分为新纹状体与旧纹状体两部分,新纹状体指尾状核与壳,旧纹状体指苍白球,均为锥体外系的重要组成部分,参与运动的精细控制(图3-20)。
图3-20 基底核与内囊
(2)侧脑室(lateral ventricle) 为位于大脑半球内、形状不规则的腔隙,借室间孔通第三脑室。
(3)大脑髓质(cerebral medulla) 由联系大脑皮质各部、联系大脑皮质与皮质下中枢的神经纤维构成,包括联络纤维、连合纤维和投射纤维。联络纤维(association fibers)是在本半球内联系大脑皮质各部的神经纤维。连合纤维(commissural fibers)是联系两侧大脑半球的神经纤维,包括胼胝体、前连合、穹隆连合等。投射纤维(projection fibers)是联系大脑皮质与皮质下中枢的上、下行神经纤维,大部分投射纤维经过的重要通路是内囊。
内囊(internal capsule)是位于豆状核、尾状核与背侧丘脑之间形成的白质板,在水平切面上呈“><”形,可分为内囊前肢、内囊膝和内囊后肢三部分(图3-20)。通过内囊膝的重要传导束是皮质核束,通过内囊后肢的重要传导束为皮质脊髓束、丘脑中央辐射、视辐射和听辐射,内囊广泛损伤时,上述传导束受损,患者可出现“三偏综合征”,即对侧偏身感觉丧失(丘脑中央辐射受损)、对侧偏瘫(皮质脊髓束、皮质核束受损)、对侧偏盲(视辐射受损)。