腦重塑性與神經功能康復重慶醫科大學附屬第一醫院神經內科李光勤1腦重塑性與神經功能康復重慶醫科大學附屬第一醫院神經內科1

神經內科有許多疾病都會導致不同程度的功能殘疾，最多見的疾病是卒中，其功能殘疾的發生率為50%左右。

2

神經內科有許多疾病都會導致不同程度的功能殘疾20世紀的早期，Cajal第一次描述了突觸的本質，并表明突觸一旦形成，其聯系是永久不變的，因此認為成年后神經疾病或損傷所導致的認知功能障礙基本上是不能干預的。

一個多世紀來在神經病學領域的一個觀點是：在腦子內的聯系主要形成于胎兒和嬰兒時期，在成人沒有新的聯系形成。即在成人腦子缺乏“重塑性”，因此神經系統損害后功能恢復水平低。320世紀的早期，Cajal第一次描述了突觸的本

在過去十年，通過在猴和人方面的實驗已經改變了這個觀點。發現：在成人腦內不僅存在驚人數量的殘留重塑性，而且一種感覺的傳入可非常完全地替代另一種感覺。4在過去十年，通過在猴和人方面的實驗已經改變了這個幻肢現象

手臂被截肢后，觸及面部常可誘發出精確定位于幻肢手指、手及前臂的感覺。5幻肢現象

手臂被截肢后，觸及面部常可誘發出精確定位于幻肢產生這一現象的原因是：在大腦的體感皮層（中央后回S1區）存在皮膚表面的定位圖，在這個定位圖上，面部的代表區毗鄰手的代表區。來自面部的感覺傳入一般只激活皮層的面部區，但如臨近的手部皮層區被去傳入，那么來自面部皮膚的傳入就開始“侵入”并激活原來為手部的皮層區。說明成人腦是有重塑性的。通過功能腦顯像技術，發現這種“侵入”可發生在周圍2-3cm處。同樣，腿被截肢者，來自生殖器的刺激會到幻腳。6產生這一現象的原因是：在大腦的體感皮層（中央后回S1區）存在幻肢“麻痹”現象

在截肢患者中，有許多患者感覺能隨意“移動”其幻肢，而其他患者感覺其幻肢是“麻痹”的，后者常常在截肢前有周圍神經損傷，如臂叢撕脫傷，導致其手臂外表是完整的但卻是癱瘓的，當手臂被截肢后，其“麻痹”感覺便進入幻肢。7幻肢“麻痹”現象

在截肢患者中，有許多患者感覺能隨意“移動

幻肢為何會“麻痹”？正常情況下，由運動管理中心發出的指令平行傳到小腦和頂葉，這些結構也會得到負反饋來“確認”其指令正在被視覺和本體覺方面執行，頂葉通過檢測這些正反饋和負反饋的信號來建立身體的動態內像—“體像”（bodyimage）。如果手臂被截肢，正反饋指令繼續，負反饋指令中斷，截肢前的手臂麻痹感覺便出現在幻肢。8幻肢為何會“麻痹”？正常情況下，由運動管理中心發鏡像視覺負反饋現象

在桌上垂直放一鏡子，鏡子與胸部垂直，患者從鏡子中可看到其正常手重疊在幻肢上。在9個手臂截肢中的7個患者，當正常手移動時，在鏡子中可從視覺上感覺到幻肢在移動，患者本人也“感覺”幻肢在動，出現生動的運動感覺。這種感覺在眼睛閉上后不會被誘發出來。9鏡像視覺負反饋現象

在桌上垂直放一鏡子，鏡子與胸部垂直有一個患者有10年時間沒有感覺過幻肢運動，在實驗中被誘發出了運動感覺。此患者重復使用鏡子3周（10分鐘/天）出現持久性的幻肢運動感覺。有6個患者當實驗者的手來替代患者的正常手后也有相同的運動復活的感覺，而4個對照者沒有看到此現象。10有一個患者有10年時間沒有感覺過幻肢運動，在實驗中被誘發出了有5個患者有不隨意的幻手痛性“握拳式痙攣”，感覺“好象指甲被陷入幻手里”，有4個病人其痙攣持續1小時或以上。當患者看著鏡子同時打開雙手，其痙攣立即消失。其機制：從運動前區及運動皮層發出運動指令—握拳，正常人因來自本體覺的負反饋作用使這一指令被抑制。在幻肢缺乏這一抑制，其運動指令被進一步放大，出現痛性痙攣。從鏡子中的視覺負反饋就可打斷這個“環”。11有5個患者有不隨意的幻手痛性“握拳式痙攣”，感覺“好象指甲被此現象可被應用于消除局部疼痛及卒中后的運動恢復上。

這些現象提示在成人存在巨大的潛在重塑性。12此現象可被應用于消除局部疼痛及卒中后的運動恢復上。

這些現象腦重塑性概念

腦重塑性是一個連續過程，使神經元突觸聯系能夠短期、中期及長期再改型（remodelling），使腦的網狀結構功能達到最佳化，主要作用于：13腦重塑性概念

腦重塑性是一個連續過程，使神經元突觸聯系能夠1.種系發生時。

2.個體發育時，通過學習來加工新回路，維持成人及老人神經網狀系統：“自然重塑性”

3.周圍或中樞神經損害后，通過功能重塑實現部分或完全臨床恢復：病變后重塑性141.種系發生時。

2.個體發育時，通過學習來加工新回路，維持

腦重塑性的神經生理基礎15腦重塑性的神經生理基礎15

1．動物實驗研究

（1）周圍神經病變

周圍感覺剝奪后可引導出體感圖再成形(reshaping)。例如：通過局麻、橫斷或結扎周圍神經、手指或手截除后導致去傳入。當鄰近皮膚受到刺激時，在對應于受損皮膚區的皮層區會出現反應，提示鄰近被剝奪區的皮層區擴大了。急性重組（數分鐘）的機制可能是潛在的皮層內聯系起了作用。這種重組具有：①可逆性；②數小時內穩定；③在隨后的數月通過改型而得到加強。16

1．動物實驗研究

（1）周圍神經病變

周圍感覺剝奪后可引導在運動皮層區的這種再成形也被觀察到了，研究發現周圍神經病變后，鄰近受損部位代表區的皮層區擴大了。17在運動皮層區的這種再成形也被觀察到了，研究發現周圍神經病變后（2）中樞病變

體感區皮層病變后，在受損區附近及遠隔部位可發現受損代表區。

運動功能也有此現象。在猴的手的M1區的早期病變后，出現新的手的皮層代表區，并擴展進入肘及肩的代表區內。18（2）中樞病變

體感區皮層病變后，在受損區附近及遠隔部位可發技巧訓練能調整皮層運動區分布圖，使特定的皮層代表區擴大。在給正常猴進行技巧訓練時，只有增加訓練難度的一組會有相應腦功能激活區的擴大且具有持續性，而低訓練難度組的猴則不明顯，這說明只增加力量的訓練并不能產生預期的腦功能重塑，只有在配合技巧的訓練時才會誘導產生相應腦皮層功能的變化。在最近的另一項研究結果表明，技巧訓練后大鼠的相應皮層運動功能代表區有明顯的擴大，同時在前肢運動代表區的第V層神經細胞中出現突觸的大量增加，這說明技巧訓練對腦皮層功能和形態結構改變的影響，并說明突觸在腦功能重建中起了重要作用。19技巧訓練能調整皮層運動區分布圖，使特定的皮層代表區擴大。在給動物實驗還提示，在局灶性M1區損害后，康復訓練（如強制治療）可使附近的正常皮層得到重組，這種重組有利于未損害運動皮層募集（recruitment），在運動恢復中將起重要作用。20動物實驗還提示，在局灶性M1區損害后，康復訓練（如強制治療）1998年，Xerri等研究發現在猴的手運動功能區損傷后，隨著功能的逐漸恢復，在損傷區附近的功能區又重新出現了手部的代表區。另有研究者發現這種皮層功能的代償與動物所接受的康復訓練有關，缺少訓練的動物所殘存手指的功能代表區逐漸變小，而接受反復訓練的動物其功能代表區則逐漸擴大，這些研究說明損傷病灶周圍未受損皮質在功能重建中所起的重要作用，以及康復訓練在其中所起的影響。211998年，Xerri等研究發現在猴的手運動功能區損傷后，隨除主要運動區（M1）外，在額葉的運動前區、島葉的輔助運動區和大腦半球內側均有與運動功能相關的代表區，并與脊髓之間有纖維聯系，這些部位在M1區受損后的運動功能恢復上可能起著重要的代償作用。實驗發現，將猴一側的M1區損傷導致手肌肉癱瘓，在3-4月手功能逐漸恢復后，通過注射一種物質來暫時抑制雙側的運動功能代表區，發現任何一側M1的的抑制都不會重新出現手運動功能的喪失，只有患側運動前區的抑制才會使患手運動功能降低，說明運動前區在腦功能重塑中起了重要作用。22除主要運動區（M1）外，在額葉的運動前區、島葉的輔助運動區和損傷后不僅在運動前區，在其他區域甚至對側半球的相關區域都會出現一些形態結構的改變。有研究報道在大鼠損傷側感覺運動區的對側相應皮層，早期會出現樹突的大量增生，這種樹突的再生是皮層功能適應的結構基礎。另有實驗發現，在猴一側的皮層感覺區受損后出現遠離部位皮層功能的激活。23損傷后不僅在運動前區，在其他區域甚至對側半球的相關區域都會出2．功能影像技術研究

功能影像技術（如fMRI、PET、SPECT等）的發展使得對人腦功能的直接觀察成為可能。通過功能影像技術，可以觀察在功能恢復過程中各功能代表區激活的變化，并可以觀察康復訓練在其中所起的作用。242．功能影像技術研究

功能影像技術（如fMRI、PET、SP（1）損傷后腦重塑性現象

研究發現，損傷后腦功能重塑的方式主要為：①皮層梗塞后激活的模式主要是感覺運動區病灶周圍的激活或后方移動現象，并有次級功能代表區的激活；②皮層下梗塞后主要的激活方式是向感覺運動區的后方轉移，偶有次級功能代表區的不連續激活。25（1）損傷后腦重塑性現象

研究發現，損傷后腦功能重塑的方式主(2)康復訓練對腦功能重塑的影響

Park等在一項臨床隨機對照試驗中，證明強制性運動療法能夠明顯促進恢復期卒中病人的功能改善，同時通過fMRI檢查發現治療組病人損傷側運動功能代表區的激活區域明顯擴大。Nelles等通過PET證明，治療組在康復治療后較對照組的皮層激活范圍廣泛，包括雙側的次級感覺區和運動前區，以及對側的主要感覺運動區，對照組只在同側的次級感覺區有相對較弱的激活。26(2)康復訓練對腦功能重塑的影響

Park等在一項臨床隨機對Carey等采用交叉試驗設計，應用fMRI結合主動運動誘發方法，觀察恢復期腦卒中患者腦功能激活區的變化，結果發現治療組和對照組在康復治療前運動誘發的激活區主要在健側皮層，治療后激活區轉移到患側皮層，伴隨運動功能評分的明顯提高。這些研究充分說明，康復訓練在對誘導有利于功能恢復的腦功能重塑中所起的重要作用。27Carey等采用交叉試驗設計，應用fMRI結合主動運動誘發方腦重塑性的病理生理機制28腦重塑性的病理生理機制28

關于腦重塑性的病理生理機制，目前從超微水平到突觸水平有幾種假說：29

關于腦重塑性的病理生理機制，目前從超微水平到突觸水平有幾

1.顯微水平

（1）發育“自然重塑性”的發生有幾個階段：①細胞及組織發生時，伴隨有樹突和軸突的增生；②神經細胞移行時期，突觸形成及細胞分化；③通過凋亡、軸索退化、細胞和突觸的清除，實現環路的精確重組。最后的改型使表淺的網狀結構得到清除，每個環路的特異性得到增強，特別是通過基于重復任務的學習，使系統的重塑潛能得到提高。30

1.顯微水平

（1）發育“自然重塑性”的發生有幾個階（2）突觸強度調節在學習過程中除了突觸結構改變外（如突觸大小及數量增加）外，突觸本身不是“靜態”的，而是“動態”的，即存在重塑性。其功能可再成形。重復的神經沖動可改變突觸的傳遞過程，隨后的突觸前膜刺激可使突觸后神經元發生增強或減弱作用。31（2）突觸強度調節在學習過程中除了突觸結構改變外（如突（3）同步功能上的同步是非常關鍵的。

（4）潛在的聯系及網狀結構被發揮正常情況下，神經元間存在抑制劑GABA，阻斷了水平聯系，如抑制被解除，則這些聯系便發揮功能。潛在聯系的發揮使靜止突觸轉變為功能突觸。這是短期功能重塑的一個主要機制。32（3）同步功能上的同步是非常關鍵的。

（4）潛在的聯系（5）神經膠質對神經元活動的調節由于神經膠質位于突觸與血管之間，因此在神經元活動的調節中起著重要作用。通過釋放神經遞質及其他信號分子，來影響神經元的興奮性及突觸傳遞，并協調活動。神經膠質之間通過細胞內鈣活動、縫隙連接及細胞間化學信使彌散來相互聯系組成神經膠質網，并與神經元突觸環路間建立聯系。33（5）神經膠質對神經元活動的調節由于神經膠質位于突觸與血（6）細胞外基質調節神經元活動細胞外基質同樣參與了神經元活動及突觸重塑的調節。

（7）結構調節已證明神經元和神經膠質可進行表型調節。腦損害后突觸可進行形態重塑，損傷后可樹突出現快速結構改變（數量、大小及形態）。軸索可出現自發再生及延長。神經膠質也有形態改變。在結構調節中有生長因子、神經營養因子、AMPA受體及整合素的參與。34（6）細胞外基質調節神經元活動細胞外基質同樣參與了神經（8）神經發生傳統觀點認為在成年哺乳動物腦內不可能再出現新神經元，但近來報道，成年靈長類的嗅球、齒狀回、新皮層，甚至成人腦（顳葉新皮層、海馬及皮質下白質）內有神經發生，這些新神經元通過調整神經元突觸環路、建立新聯系、發展新網絡，可能在學習及記憶中起作用。新神經元由內源性神經元前體分化而來。神經發生與病變后重塑有關。35（8）神經發生傳統觀點認為在成年哺乳動物腦內不可能再出現（9）其他因素神經營養因子、基因表達、社會環境、應激及鍛煉對神經及行為重塑也有影響。36（9）其他因素神經營養因子、基因表達、社會環境、應激及2.大體水平

超微結構變化可導致大體水平的功能重組，涉及的機制有：

(1)神經功能聯系不能指腦局部病變的遠隔部位出現功能障礙。

(2)內在重組在功能過多區。

(3)功能網絡內重組其他區域但屬于同一功能網絡被集中。372.大體水平

超微結構變化可導致大體水平的功能重組，涉及的(4)交叉重塑(cross-modalplasticity)當病變涉及一個功能網狀結構的多個區時，原先不屬于這個環路的結構被加入進來。先天性失明患者其聽覺的空間協調能力增強，其原因是額外加入了視皮質。

(5)補償策略某一功能區損害后由另一功能區來代償。38(4)交叉重塑(cross-modalplas基于腦重塑性的治療狀況和前景39基于腦重塑性的治療狀況和前景391.康復

康復實際上就是基于重復任務的再訓練，來促進重塑現象，使一個任務得到正性加強，同時抑制其他任務。

功能神經顯像發現，通過對運動的想象、觀察或被動訓練可誘導出腦結構的再激活。強制性運動治療每天6h可產生皮層運動區的再擴張，并與功能恢復有關；相反，不動可導致運動區的縮小。401.康復

康復實際上就是基于重復任務的再訓練，來促進重塑現象關于康復的時間尚有爭論，有研究提示早期物理作業可產生腦損害加重，其原因是在病變后早期存在易損期。41關于康復的時間尚有爭論，有研究提示早期物理作業可產生腦損害加

關于失語的治療，有些試驗顯示有效，而有些試驗顯示無效，差異的原因可能是訓練強度不同所致。病后3個月每天至少1h是有效的（90h是強制治療的最低限），通過訓練前后的神經功能成像顯示有語言區的再成形，特別是在Broca區和緣上回有再激活。目前的治療方法針對每一個失語癥狀采用強化的個體化語言治療。

機器人設備及其他假體也可促進重塑。42關于失語的治療，有些試驗顯示有效，而有些試驗顯2.藥物

卒中或外傷后對腦再成形有利的藥物已有研究。可調節皮層運動重塑的藥物有：去甲腎上腺素、帕羅西丁、氟西丁、東莨菪鹼及羅拉安定，這些藥物可影響長時程增強（LTP）機制。有試驗已證明藥物對失語恢復是有效的，特別是苯丙胺、溴隱亭和吡拉西坦，通過PET顯示這些藥物能促進左大腦半球內語言結構的再激活。

康復加藥物聯合應用已有研究顯示是有益的，但病例數太少。432.藥物

卒中或外傷后對腦再成形有利的藥物已有3.經顱磁刺激

經顱磁刺激（TMS）能調節皮層功能代表區，通過影響LTP，根據其刺激頻率，可誘導出促進或抑制皮層區的效果。443.經顱磁刺激

經顱磁刺激（TMS）能調節皮TMS可調節運動區和感覺區，并可促進命名、學習、記憶、對比推理及作出決定，可用于神經認知的康復。TMS還可與康復或藥物聯合應用，增強對重塑的效果。TMS還可應用下列疾病的治療：抑郁，抽動穢語綜合征的抽搐和強迫障礙，急慢性疼痛，外傷后應激障礙，癲癇。45TMS可調節運動區和感覺區，并可促進命名、學習4.外科

（1）慢性刺激慢性電刺激經歷了相當的發展，特別是運動疾病。對腦深部核團的高頻刺激可調節皮質下-皮質環路的功能，改善帕金森病的運動癥狀，甚至可改善其認知及行為，對肌張力障礙及特發性震顫也有改善作用。深部腦刺激也被建議用于：慢性難治性叢集性頭痛，精神疾病（特別是強迫障礙），藥物難治性癲癇。464.外科

（1）慢性刺激慢性電刺激經歷了相當的發展，

通過硬膜外在中央區安置電極對皮層慢性刺激可調節網狀結構的功能，特別適宜于運動疾病及慢性疼痛。其作用機制不清楚。

（2）手術切除難治性癲癇或腦瘤常采用腦外科切除方法。當涉及到重要功能區的切除時，需要通過fMRI來指導。47通過硬膜外在中央區安置電極對皮層慢性刺激可調節（3）移植很長一段時間，神經移植都局限于動物實驗階段，最近有在人方面應用的研究。將胎兒紋狀體的神經母細胞移植到Huntington病患者的紋狀體內，通過恢復紋狀體-皮質環路功能，使運動和認知得到改善，通過PET可判斷移植是否成功，失敗者顯示為局部持續的低代謝。將多巴胺能神經細胞移植到帕金森病患者的殼核內已獲得了令人鼓舞的結果。基底節卒中后移植培養的神經元細胞，半數患者功能得到改善，臨床結果與PET的局部代謝變化呈一致關系。48（3）移植很長一段時間，神經移植都局限于動物實驗階段，最

也可移植多能干細胞。

（4）腦-機界面能部分恢復嚴重癱瘓患者的交流，特別是卒中導致的閉鎖綜合征。尚在研究階段。49也可移植多能干細胞。

（4）腦-機界面能部分恢謝謝!50謝謝!50腦重塑性與神經功能康復重慶醫科大學附屬第一醫院神經內科李光勤51腦重塑性與神經功能康復重慶醫科大學附屬第一醫院神經內科1

神經內科有許多疾病都會導致不同程度的功能殘疾，最多見的疾病是卒中，其功能殘疾的發生率為50%左右。

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神經內科有許多疾病都會導致不同程度的功能殘疾20世紀的早期，Cajal第一次描述了突觸的本質，并表明突觸一旦形成，其聯系是永久不變的，因此認為成年后神經疾病或損傷所導致的認知功能障礙基本上是不能干預的。

一個多世紀來在神經病學領域的一個觀點是：在腦子內的聯系主要形成于胎兒和嬰兒時期，在成人沒有新的聯系形成。即在成人腦子缺乏“重塑性”，因此神經系統損害后功能恢復水平低。5320世紀的早期，Cajal第一次描述了突觸的本

在過去十年，通過在猴和人方面的實驗已經改變了這個觀點。發現：在成人腦內不僅存在驚人數量的殘留重塑性，而且一種感覺的傳入可非常完全地替代另一種感覺。54在過去十年，通過在猴和人方面的實驗已經改變了這個幻肢現象

手臂被截肢后，觸及面部常可誘發出精確定位于幻肢手指、手及前臂的感覺。55幻肢現象

手臂被截肢后，觸及面部常可誘發出精確定位于幻肢產生這一現象的原因是：在大腦的體感皮層（中央后回S1區）存在皮膚表面的定位圖，在這個定位圖上，面部的代表區毗鄰手的代表區。來自面部的感覺傳入一般只激活皮層的面部區，但如臨近的手部皮層區被去傳入，那么來自面部皮膚的傳入就開始“侵入”并激活原來為手部的皮層區。說明成人腦是有重塑性的。通過功能腦顯像技術，發現這種“侵入”可發生在周圍2-3cm處。同樣，腿被截肢者，來自生殖器的刺激會到幻腳。56產生這一現象的原因是：在大腦的體感皮層（中央后回S1區）存在幻肢“麻痹”現象

在截肢患者中，有許多患者感覺能隨意“移動”其幻肢，而其他患者感覺其幻肢是“麻痹”的，后者常常在截肢前有周圍神經損傷，如臂叢撕脫傷，導致其手臂外表是完整的但卻是癱瘓的，當手臂被截肢后，其“麻痹”感覺便進入幻肢。57幻肢“麻痹”現象

在截肢患者中，有許多患者感覺能隨意“移動

幻肢為何會“麻痹”？正常情況下，由運動管理中心發出的指令平行傳到小腦和頂葉，這些結構也會得到負反饋來“確認”其指令正在被視覺和本體覺方面執行，頂葉通過檢測這些正反饋和負反饋的信號來建立身體的動態內像—“體像”（bodyimage）。如果手臂被截肢，正反饋指令繼續，負反饋指令中斷，截肢前的手臂麻痹感覺便出現在幻肢。58幻肢為何會“麻痹”？正常情況下，由運動管理中心發鏡像視覺負反饋現象

在桌上垂直放一鏡子，鏡子與胸部垂直，患者從鏡子中可看到其正常手重疊在幻肢上。在9個手臂截肢中的7個患者，當正常手移動時，在鏡子中可從視覺上感覺到幻肢在移動，患者本人也“感覺”幻肢在動，出現生動的運動感覺。這種感覺在眼睛閉上后不會被誘發出來。59鏡像視覺負反饋現象

在桌上垂直放一鏡子，鏡子與胸部垂直有一個患者有10年時間沒有感覺過幻肢運動，在實驗中被誘發出了運動感覺。此患者重復使用鏡子3周（10分鐘/天）出現持久性的幻肢運動感覺。有6個患者當實驗者的手來替代患者的正常手后也有相同的運動復活的感覺，而4個對照者沒有看到此現象。60有一個患者有10年時間沒有感覺過幻肢運動，在實驗中被誘發出了有5個患者有不隨意的幻手痛性“握拳式痙攣”，感覺“好象指甲被陷入幻手里”，有4個病人其痙攣持續1小時或以上。當患者看著鏡子同時打開雙手，其痙攣立即消失。其機制：從運動前區及運動皮層發出運動指令—握拳，正常人因來自本體覺的負反饋作用使這一指令被抑制。在幻肢缺乏這一抑制，其運動指令被進一步放大，出現痛性痙攣。從鏡子中的視覺負反饋就可打斷這個“環”。61有5個患者有不隨意的幻手痛性“握拳式痙攣”，感覺“好象指甲被此現象可被應用于消除局部疼痛及卒中后的運動恢復上。

這些現象提示在成人存在巨大的潛在重塑性。62此現象可被應用于消除局部疼痛及卒中后的運動恢復上。

這些現象腦重塑性概念

腦重塑性是一個連續過程，使神經元突觸聯系能夠短期、中期及長期再改型（remodelling），使腦的網狀結構功能達到最佳化，主要作用于：63腦重塑性概念

腦重塑性是一個連續過程，使神經元突觸聯系能夠1.種系發生時。

2.個體發育時，通過學習來加工新回路，維持成人及老人神經網狀系統：“自然重塑性”

3.周圍或中樞神經損害后，通過功能重塑實現部分或完全臨床恢復：病變后重塑性641.種系發生時。

2.個體發育時，通過學習來加工新回路，維持

腦重塑性的神經生理基礎65腦重塑性的神經生理基礎15

1．動物實驗研究

（1）周圍神經病變

周圍感覺剝奪后可引導出體感圖再成形(reshaping)。例如：通過局麻、橫斷或結扎周圍神經、手指或手截除后導致去傳入。當鄰近皮膚受到刺激時，在對應于受損皮膚區的皮層區會出現反應，提示鄰近被剝奪區的皮層區擴大了。急性重組（數分鐘）的機制可能是潛在的皮層內聯系起了作用。這種重組具有：①可逆性；②數小時內穩定；③在隨后的數月通過改型而得到加強。66

1．動物實驗研究

（1）周圍神經病變

周圍感覺剝奪后可引導在運動皮層區的這種再成形也被觀察到了，研究發現周圍神經病變后，鄰近受損部位代表區的皮層區擴大了。67在運動皮層區的這種再成形也被觀察到了，研究發現周圍神經病變后（2）中樞病變

體感區皮層病變后，在受損區附近及遠隔部位可發現受損代表區。

運動功能也有此現象。在猴的手的M1區的早期病變后，出現新的手的皮層代表區，并擴展進入肘及肩的代表區內。68（2）中樞病變

體感區皮層病變后，在受損區附近及遠隔部位可發技巧訓練能調整皮層運動區分布圖，使特定的皮層代表區擴大。在給正常猴進行技巧訓練時，只有增加訓練難度的一組會有相應腦功能激活區的擴大且具有持續性，而低訓練難度組的猴則不明顯，這說明只增加力量的訓練并不能產生預期的腦功能重塑，只有在配合技巧的訓練時才會誘導產生相應腦皮層功能的變化。在最近的另一項研究結果表明，技巧訓練后大鼠的相應皮層運動功能代表區有明顯的擴大，同時在前肢運動代表區的第V層神經細胞中出現突觸的大量增加，這說明技巧訓練對腦皮層功能和形態結構改變的影響，并說明突觸在腦功能重建中起了重要作用。69技巧訓練能調整皮層運動區分布圖，使特定的皮層代表區擴大。在給動物實驗還提示，在局灶性M1區損害后，康復訓練（如強制治療）可使附近的正常皮層得到重組，這種重組有利于未損害運動皮層募集（recruitment），在運動恢復中將起重要作用。70動物實驗還提示，在局灶性M1區損害后，康復訓練（如強制治療）1998年，Xerri等研究發現在猴的手運動功能區損傷后，隨著功能的逐漸恢復，在損傷區附近的功能區又重新出現了手部的代表區。另有研究者發現這種皮層功能的代償與動物所接受的康復訓練有關，缺少訓練的動物所殘存手指的功能代表區逐漸變小，而接受反復訓練的動物其功能代表區則逐漸擴大，這些研究說明損傷病灶周圍未受損皮質在功能重建中所起的重要作用，以及康復訓練在其中所起的影響。711998年，Xerri等研究發現在猴的手運動功能區損傷后，隨除主要運動區（M1）外，在額葉的運動前區、島葉的輔助運動區和大腦半球內側均有與運動功能相關的代表區，并與脊髓之間有纖維聯系，這些部位在M1區受損后的運動功能恢復上可能起著重要的代償作用。實驗發現，將猴一側的M1區損傷導致手肌肉癱瘓，在3-4月手功能逐漸恢復后，通過注射一種物質來暫時抑制雙側的運動功能代表區，發現任何一側M1的的抑制都不會重新出現手運動功能的喪失，只有患側運動前區的抑制才會使患手運動功能降低，說明運動前區在腦功能重塑中起了重要作用。72除主要運動區（M1）外，在額葉的運動前區、島葉的輔助運動區和損傷后不僅在運動前區，在其他區域甚至對側半球的相關區域都會出現一些形態結構的改變。有研究報道在大鼠損傷側感覺運動區的對側相應皮層，早期會出現樹突的大量增生，這種樹突的再生是皮層功能適應的結構基礎。另有實驗發現，在猴一側的皮層感覺區受損后出現遠離部位皮層功能的激活。73損傷后不僅在運動前區，在其他區域甚至對側半球的相關區域都會出2．功能影像技術研究

功能影像技術（如fMRI、PET、SPECT等）的發展使得對人腦功能的直接觀察成為可能。通過功能影像技術，可以觀察在功能恢復過程中各功能代表區激活的變化，并可以觀察康復訓練在其中所起的作用。742．功能影像技術研究

功能影像技術（如fMRI、PET、SP（1）損傷后腦重塑性現象

研究發現，損傷后腦功能重塑的方式主要為：①皮層梗塞后激活的模式主要是感覺運動區病灶周圍的激活或后方移動現象，并有次級功能代表區的激活；②皮層下梗塞后主要的激活方式是向感覺運動區的后方轉移，偶有次級功能代表區的不連續激活。75（1）損傷后腦重塑性現象

研究發現，損傷后腦功能重塑的方式主(2)康復訓練對腦功能重塑的影響

Park等在一項臨床隨機對照試驗中，證明強制性運動療法能夠明顯促進恢復期卒中病人的功能改善，同時通過fMRI檢查發現治療組病人損傷側運動功能代表區的激活區域明顯擴大。Nelles等通過PET證明，治療組在康復治療后較對照組的皮層激活范圍廣泛，包括雙側的次級感覺區和運動前區，以及對側的主要感覺運動區，對照組只在同側的次級感覺區有相對較弱的激活。76(2)康復訓練對腦功能重塑的影響

Park等在一項臨床隨機對Carey等采用交叉試驗設計，應用fMRI結合主動運動誘發方法，觀察恢復期腦卒中患者腦功能激活區的變化，結果發現治療組和對照組在康復治療前運動誘發的激活區主要在健側皮層，治療后激活區轉移到患側皮層，伴隨運動功能評分的明顯提高。這些研究充分說明，康復訓練在對誘導有利于功能恢復的腦功能重塑中所起的重要作用。77Carey等采用交叉試驗設計，應用fMRI結合主動運動誘發方腦重塑性的病理生理機制78腦重塑性的病理生理機制28

關于腦重塑性的病理生理機制，目前從超微水平到突觸水平有幾種假說：79

關于腦重塑性的病理生理機制，目前從超微水平到突觸水平有幾

1.顯微水平

（1）發育“自然重塑性”的發生有幾個階段：①細胞及組織發生時，伴隨有樹突和軸突的增生；②神經細胞移行時期，突觸形成及細胞分化；③通過凋亡、軸索退化、細胞和突觸的清除，實現環路的精確重組。最后的改型使表淺的網狀結構得到清除，每個環路的特異性得到增強，特別是通過基于重復任務的學習，使系統的重塑潛能得到提高。80

1.顯微水平

（1）發育“自然重塑性”的發生有幾個階（2）突觸強度調節在學習過程中除了突觸結構改變外（如突觸大小及數量增加）外，突觸本身不是“靜態”的，而是“動態”的，即存在重塑性。其功能可再成形。重復的神經沖動可改變突觸的傳遞過程，隨后的突觸前膜刺激可使突觸后神經元發生增強或減弱作用。81（2）突觸強度調節在學習過程中除了突觸結構改變外（如突（3）同步功能上的同步是非常關鍵的。

（4）潛在的聯系及網狀結構被發揮正常情況下，神經元間存在抑制劑GABA，阻斷了水平聯系，如抑制被解除，則這些聯系便發揮功能。潛在聯系的發揮使靜止突觸轉變為功能突觸。這是短期功能重塑的一個主要機制。82（3）同步功能上的同步是非常關鍵的。

（4）潛在的聯系（5）神經膠質對神經元活動的調節由于神經膠質位于突觸與血管之間，因此在神經元活動的調節中起著重要作用。通過釋放神經遞質及其他信號分子，來影響神經元的興奮性及突觸傳遞，并協調活動。神經膠質之間通過細胞內鈣活動、縫隙連接及細胞間化學信使彌散來相互聯系組成神經膠質網，并與神經元突觸環路間建立聯系。83（5）神經膠質對神經元活動的調節由于神經膠質位于突觸與血（6）細胞外基質調節神經元活動細胞外基質同樣參與了神經元活動及突觸重塑的調節。

（7）結構調節已證明神經元和神經膠質可進行表型調節。腦損害后突觸可進行形態重塑，損傷后可樹突出現快速結構改變（數量、大小及形態）。軸索可出現自發再生及延長。神經膠質也有形態改變。在結構調節中有生長因子、神經營養因子、AMPA受體及整合素的參與。84（6）細胞外基質調節神經元活動細胞外基質同樣參與了神經（8）神經發生傳統觀點認為在成年哺乳動物腦內不可能再出現新神經元，但近來報道，成年靈長類的嗅球、齒狀回、新皮層，甚至成人腦（顳葉新皮層、海馬及皮質下白質）內有神經發生，這些新神經元通過調整神經元突觸環路、建立新聯系、發展新網絡，可能在學習及記憶中起作用。新神經元由內源性神經元前體分化而來。神經發生與病變后重塑有關。85（8）神經發生傳統觀點認為在成年哺乳動物腦內不可能再出現（9）其他因素神經營養因子、基因表達、社會環境、應激及鍛煉對神經及行為重塑也有影響。86（9）其他因素神經營養因子、基因表達、社會環境、應激及2.大體水平

超微結構變化可導致大體水平的功能重組，涉及的機制有：

(1)神經功能聯系不能指腦局部病變的遠隔部位出現功能障礙。

(2)內在重組在功能過多區。

(3)功能網絡內重組其他區域但屬于同一功能網絡被集中。872.大體水平

超微結構變化可導致大體水平的功能重組，涉及的(4)交叉重塑(cross-modalplasticity)當病變涉及一個功能網狀結構的多個區時，原先不屬于這個環路的結構被加入進來。先天性失明患者其聽覺的空間協調能力增強，其原因是額外加入了視皮質。

(5)補償策略某一功能區損害后由另一功能區來代償。88(4)交叉重塑(cross-modalplas基于腦重塑性的治療狀況和前景89基于腦重塑性的治療狀況和前景391.康復

康復實際上就是基于重復任務的再訓練，來促進重塑現象，使一個任務得到正性加強，同時抑制其他任務。

功能神經顯像發現，通過對運動的想象、觀察或被動訓練可誘導出腦結構的再激活。強制性運動治療每天6h可產生皮層運動區的再擴張，并與功能恢復有關；相反，不動可導致運動區的縮小。901.康復

康復實際上就是基于重復任務的再訓練，來促進重塑現象關于康