神经功能重塑的研究进展课件

神经功能重塑的研究进展神经功能重塑的研究进展1授课目的理解CNS损伤后神经功能重塑的机制提供康复治疗的理论依据认识康复治疗的效果和作用重视神经康复的研究授课目的理解CNS损伤后神经功能重塑的机制2授课内容脑重塑的定义和研究手段脑功能重塑机制的研究进展康复训练对脑功能重塑作用的研究脊髓损伤后功能重塑的研究授课内容脑重塑的定义和研究手段3脑损伤后功能为什么能恢复?脑损伤后功能为什么能恢复?4可塑性定义可塑性:是指韧性和展性的能力。当它用于动态的生物系统时如脑功能和行为，其内容包括神经元之间变化的潜在性和重组自我修复性的所有机制，可塑现象可能是学习和损伤修补的基础可塑性定义可塑性:是指韧性和展性的能力。5脑重塑理论（brainplasticity）狭义：脑必须有重新获得功能的形态学基础（如轴突长芽等）才有可塑的表现。广义：通过学习和训练，脑可以完成原先不能完成的功能机体适应应急变化和应付生活中危险的能力。即在结构上/功能上重新组织修改自身以适应改变了的现实的能力。脑重塑理论（brainplasticity）6证实脑可塑性的研究手段目前主要从两个方面进行：一种是形态学上，利用神经解剖学、神经生理学、神经免疫学、分子生物学等手段，从分子水平上研究突触联系效率的变化，大多从动物实验或尸体解剖中获得二是利用功能影像学技术来实现功能水平的综合性研究，研究脑功能区变化、联系以及同外界刺激条件的影响，。就人脑而言，从各功能区域水平的关系变化予以研究，更能直观地反映脑功能重组的规律证实脑可塑性的研究手段目前主要从两个方面进行：7利用影像技术

了解脑可塑性的原理和目的人体两侧大脑半球的感觉运动区的组织是对称的，但机制不尽相同，各种脑功能影像技术可以体现这一现象。即把不同层次上的机制认识“整合”起来，了解其功能。通过脑功能影像的整合技术方法获取脑兴奋性、扩展性、定位、脑皮质区功能等级所提供的信息，对正常脑功能的规律性以及脑损伤后的恢复机制将有更深入的理解.能准确地知道康复治疗及验证促进功能恢复的康复治疗技术的有效性，使康复医学能符合循证医学的要求利用影像技术

了解脑可塑性的原理和目的人体两侧大脑半球的感觉8脑功能影像整合技术信息：神经元的兴奋性、扩展性、定位性、皮层功能等级推动康复治疗和更新康复措施理解神经损伤后长时间恢复的机制

脑功能影像整合技术信息：神经元的兴奋性、扩展性、定位性、皮层9susceptibilityweightedimaging（敏感性加权成像）弥散张量成像（diffusiontensorimaging，DTI）弥散峰值成像（diffusionkurtosisimaging,DKI）功能性近红外光谱法（functionalnearinfraredspectroscopy）非侵入性脑功能影像技术susceptibilityweightedimagin10susceptibilityweightedimaging

（敏感性加权成像）高分辨率敏感性MR可以显示更多的病灶，病灶的细节与GRE（梯度回波序列）相比也更加清晰一项有关急性脑损伤患者的调查显示：这种成像方法与GRE相比对微小的出血更加敏感（<10mm2）但是需要更长的图像采集时间，增加了移动伪影出现的可能TongKA,etal.:Radiology2003;227:332-9susceptibilityweightedimagin11神经功能重塑的研究进展课件12弥散张量成像(DTI)评估纤维素的完整性为诊断DAI（弥漫性轴索损伤）提供依据反映损伤的严重程度和预后显示与认知发展相关的潜在影像学改变描述损伤后的病理过程弥散张量成像(DTI)评估纤维素的完整性13功能性近红外光谱法（functionalnearinfraredspectroscopy，fNIRS）

利用氧合血红蛋白和去氧血红蛋白的光学特性的不同来成像判断体内代谢产物的光学特性功能性近红外光谱法（functionalnearinf14fNIRSvsfMRIFnirs可移动的，便携的伪影增强了生物学的真实性没有MRI的禁忌症便宜一些受皮层的限制色素不易沉着，颅内的参考点和空间分辨率较低fMRI不可移动的易受运动的影响生物学真实性不足多种禁忌症更贵一些成像层次比较深更好的空间分辨率fNIRSvsfMRIFnirsfMRI15目前研究脑功能可利用不同的影像技术。一些与功能相关的局部血流、代谢、神经电活动在神经激活水平上与功能变化相关。这种测量技术包括：PET、fMRI、EEG、MEG、TMS等分析脑神经元的性能神经功能重塑的研究进展课件16激活部位局部大脑血流升高，则示踪剂被摄取的越多普通CTPET-CT技术机理正电子发射断层扫描仪（PositronemissioncomputedtomographyPET）是利用发射正电子的放射性核素进行器官断层显像。以放射性核素标记化合物进行血流灌注、氧耗量及各种代谢显像、神经受体显像。PET是在分子水平上了解脑的功能的影像技术示踪剂主要是去氧葡萄糖如18F-FDG（葡萄糖类似物），大脑特定区域的代谢越是活跃，则表示示踪剂被摄取的越多由于PET功能成像技术依赖于示踪剂被摄取期间、被测试者的状态（在清醒、睡眠、看图、说话等其他活动状态下），其能量代谢活动会有所不同激活部位局部大脑血流升高，则示踪剂被摄取的越多普通CTPE17PET先进的技术使探测人的有意义的动作和测绘这些动作成为可能，提高了分辨空间和解剖学上记录结果的真实性PET先进的技术使探测人的有意义的动作和测绘这些动作成为可能18神经功能重塑的研究进展课件19fMR技术机理fMRI的信号依赖于脱氧血红蛋白聚集的变化。动作发生时脑神经元活动区氧和糖供应的需要增加，氧合血红蛋白含量增加，结果是大脑局部脱氧血红蛋白的相对减低，fMRI对脱氧血红蛋白浓度的敏感性极高，产生了所谓的依赖-血氧水平的信号08MRI&fMRI.WMV

血氧水平依赖成像（BOLD）的信号可反映脑皮层功能活动的动态变化，现在多用于脑功能的研究。信号的变化小，能被重复的时间次数所抵消，故这种技术能够充分敏感地检测个体活动。fMRI的时间分辨能力是由与神经血管耦合现象反应的半球动态的时间所支配，大约为12秒。它可检测1到2秒的次序内脑区域的最高活动的时间上的区别fMR技术机理fMRI的信号依赖于脱氧血红蛋白20PET和fMRI可提供功能和解剖间

详细的关系

PET和fMRI可提供功能和解剖间的关系，以及对应于指定的运动动作的网络分布图PET和fMRI可提供功能和解剖间

详细的关系

PET和fM21对指右侧对指(正常)中央沟对指右侧对指(正常)中央沟22Dellon,AE,1997Dellon,AE,199723神经功能重塑的研究进展课件24单光子发射断层扫描

（SPECT）（singlephotonemissioncomputedtomography）是一种以放射性核素标记物作为显像剂的一种功能的影像检查，主要包括局部脑血流(rCBF)、脑代谢显像和脑神经受体显像。成像机制利用放射性核素标记物自由通过正常的血脑屏障，由于在静息状态下，两侧大脑半球内的血流和代谢的分布是对称的，在功能显示图上则表现局部示踪迹分布均匀、对称，当示踪剂在脑组织中随着时间延长无明显再分布，此时示踪剂与局部脑血流量成正比；在运动刺激下，与刺激相关的功能区被激活，使局部血流增加，代谢活跃，在显示图上则表现表现为局部示踪剂摄取增高

单光子发射断层扫描

（SPECT）（singlephoto25TMS技术（transcranilmagneticstimulation）TMS（经颅磁刺激记录仪）是一种安全无痛苦的非侵入性技术。TMS通过在缠绕头皮的电线上形成电流，一简单的强烈的磁场，从而测绘出皮层代表区。在相应的运动元皮层区，TMS触发出相连“靶”肌肉的短暂的肌电图反应。不同形状大小方向的线圈刺激物，可使分散的脑区发生优先兴奋，并绘出躯体特定区的运动输出信号，下肢和肩部肌肉位于躯体特定区稍后位置，手和上肢肌肉位于较前位置。TMS技术（transcranilmagnetics26rTMS脑内生成感应电场rTMS脑内生成感应电场27TMS简化原理图TMS简化原理图28神经细胞电生理——动作电位（AP）

全或无，1或0，传导不衰减神经元通过采用动作电位频率和样式的编码从一个部位到另一个部位传递信息的。神经细胞电生理——动作电位（AP）全或无，1或029刺激外周神经刺激中枢神经在切割处产生刺激TMS感应电流引起刺激运动诱发电位（MotorEvokedPotentialMEP）：刺激大脑运动皮质，在对侧肢体靶肌记录到的表面肌电图。评定锥体束的功能。刺激外周神经在切割处产生刺激TMS感应电流引起301985年，英国Barker首先用TMS引出运动诱发电位MEP1992年，美国Cadwell研制出重复经颅磁刺激器1987年，英国MAGSTIM开始生产TMS经颅磁刺激仪-TMS1985年，英国Barker首先用1992年，美国1987年31是研究皮层间抑制和兴奋机制的有效工具。如同PET和fMRI，以血流变化为基础的神经影像学方法，但不能够分辨出神经网络兴奋或抑制激活作用的所对应的专门的脑功能区1985年开始利用其研究脑皮层运动功能,至今发展到临床诊断治疗中枢神经疾病反面TMS-EEG是研究皮层间抑制和兴奋机制的有效工具。如同PET和fMRI，32EEG方法先进的EEG（脑电波）方法消除了大量电流对结果产生的影响，解决了大脑分隔区电极加速器所产生的节律问题。其它的EEG计算机化处理分析出不同皮层区产生的EEG节律的一致性。这种一致性分析非侵入性地研究了不同脑区域的相关性，及与这种给定动作是如何与短暂的转换变化相关联的随意动作中，EEG和EMG信号间连贯性研究以及EEG方法的连贯性是可能的。且使对脑功能生理或疾病状态下神经可塑性变化的研究成为可能EEG方法先进的EEG（脑电波）方法消除了大量电33MEG（脑磁图）检测神经活动中产生的磁场电流磁场是不会变形的，不像电场精确性信号源比较局限短暂的分辨率MEG（脑磁图）检测神经活动中产生的磁场电流34MEG技术（magnetoencephalography）MEG（脑磁性影像图）技术是一种非侵入性技术，从空间上分辨出自发的脑活动或外部刺激作用时，皮层区域神经元同步被激活作用（反应）的相关性MEG信号不接受覆在大脑的纤维层影响，它定位和测量记录感受器下的脑浅区内的脑电流量，排除了大电流量的作用。MEG信号优先记录脑回和脑沟深处产生的电极加速度成分头皮上产生极化磁场分布时精确定位出神经元池激活的三维位置MEG技术（magnetoencephalography）M35MEGMEG36磁源成像（MSI）联合了MEG和MRI对活动区域成像磁源成像（MSI）联合了MEG和MRI对活动区域成像37通过病灶叶用TMS、fMRI、PET、EEG、MEG测绘，运动元和躯体感觉皮层区域以及研究手代表在正常的病理状态下和半球非对称是有用的。TMS和MEG能够检测感觉运动区重塑，作为神经重组或早期受损神经网络的恢复结果，这些技术有优点，亦有局限性，TMS仅提供二维头皮图，MEG提供三维图，依靠来源于头部的数学模式选择，这些技术不能测试在日常生活中动作实施和感觉运动整合fMRI和PET可提供整合日常生活中动作实施和感觉运动整合的理想方法结论通过病灶叶用TMS、fMRI、PET、EEG、MEG测绘，运38脑功能重塑机制的研究进展脑功能重塑机制的研究进展39脑损伤的功能恢复的一般解释1.损伤周围水肿带的重吸收2.个体间再灌注模式3.动脉分支分布的不同4.皮层同一功能区的多种表现如神经元控制多重神经通路的存在和启用如同侧皮质脊髓纤维代偿5,已知的功能间的联系强化6.突触效能的变化等脑损伤的功能恢复的一般解释1.损伤周围水肿带的重吸收40

急性期脑功能恢复机理解释水肿消散，血管通透性改善,血管再通,侧枝循环建立,血流恢复正常;特定区域（半暗区）功能的恢复，包括附近潜在存活细胞的功能恢复;早期治疗可以缩小坏死范围;急性期脑功能恢复机理解释41机能联接不良(休克)解除失神经超敏感

（denervationsupersensitivity）长期改变的基因表达(热休克蛋白)表现在对受损脑组织的保护神经菅养因子.神经节甘脂(施捷因).自由基清除剂.一氧化氮(NO)等剩余学说（redandancytheory）机能联接不良(休克)解除42VonMonakow氏神经机能联系不良学说

神经在整合方面受到暂时的创伤性阻断，是一种功能性休克。细胞代谢存在，功能暂时抑制。VonMonakow氏神经机能联系不良学说

神经在整合方面43失神经超敏感

（denervationsupersensitivity）轴索和终端病损后变性，失神经支配的部分靶细胞对周围环境的刺激变得更敏感，兴奋阈值降低。失神经超敏感

（denervationsupersensi44剩余学说（redandancytheory）一定区域的全部组织调节某一特定功能，如果此区域部分受损，其剩余的未受损组织可继续调节此特定功能。因此，病损的影响主要取决于未受损组织的数量，而非病损部位。剩余学说（redandancytheory）一定区域的全部45脑功能重塑（重新组合）神经解剖学重建刺激和调动潜在神经细胞的功能发育，实现功能替代神经生理功能重组脑功能重塑（重新组合）46功能恢复的神经解剖学研究对侧/双侧支配一侧上肢的前臂和手指运动受对侧和同侧大脑半球支配有的病例还能保存两手的运动功能

（1980年Glees报告）功能恢复的神经解剖学研究对侧/双侧支配47功能恢复的神经解剖学研究同侧支配单侧大脑受损后，依靠受损对侧的大脑未交叉的皮层脊髓束保留对受损大脑对侧肢体的部分感觉和运动的控制上肢近端的运动则受同侧大脑支配（1973年Brinkman）功能恢复的神经解剖学研究同侧支配48功能恢复的神经解剖学研究对侧脑的双侧支配受损大脑对侧相应的部位（较原范围更大一些）更大的活性，可以控制该侧的功能对侧大脑半球和同侧皮层运动前区作为对运动区的补充，其活性亦提高，进而出现功能重建（1997年Cramer）

功能恢复的神经解剖学研究对侧脑的双侧支配49神经解剖学重建研究神经发芽理论：内嗅皮层去除部分传入神经，余下传入神经终端发芽，取代80%失去的突触。动物实验：细胞占皮层容积3%，树突、轴突、胶质占97%。部分脑细胞死亡，存活细胞的丰富轴突，可以代偿损失，丧失的轴突可由大量完好轴突侧枝发芽取代。神经解剖学重建研究神经发芽理论：50

神经发芽和新突触联系的形成这种细胞水平的变化受着局部神经递质的释放和神经营养因子和突触蛋白合成的影响，尤其，主要的突触联系―树突和脊髓树突，始终继续着重组，这一过程亦可能受邻近的星形胶质细胞的相互联系所调控据动物试验记载，局部脑缺血基因表达的强诱导剂、许多生长因子可以减少梗塞的面积。神经发芽和新突触联系的形成这种细胞水平的变化受着局部神经51

Engert&Banhoeffer(1999)年报告在诱发LTP同时，发现海马CAI锥体细胞树突处长出了新棘突

电刺激CAI锥体细胞后30分钟时，EPSP增大（兴奋性突触后电位）60分后可肉眼见到出现了新的棘突

Engert&Banhoeffer(1999)52

Engert&Banhoeffer(1999)年报告在诱发LTP同时，发现海马CAI锥体细胞树突处长出了新棘突

电刺激CAI锥体细胞后30分钟时，EPSP增大（兴奋性突触后电位）60分后可肉眼见到出现了新的棘突

Engert&Banhoeffer(1999)53神经解剖学重建研究神经再生包括芽变、新生,只有具备以下4个条件才具备功能联系回到原来失去神经支配的区域建立新的联系即芽变和其他神经元之间发生联接功能恢复与上述生物学恢复相一致再次切断组织后再次出现相关的功能障碍神经解剖学重建研究神经再生包括芽变、新生,只有具备以下454功能替代当部分功能系统损伤，系统内恢复是可能的，而完全破坏之后，只能选择功能替代系统实验和临床研究显示，1/5锥状纤维的就能足以使手指运动恢复，在这种情况下，锥形系统内重组可能是争取上肢运动控制功能恢复最好的机制之一功能替代当部分功能系统损伤，系统内恢复是可能的，而完全破坏之55脑皮层区域大小可由感觉输入、经验及学习所调整皮层各功能区在通常的生活经验过程中，对于重复的刺激，运动模式和认知目标会随之进行不断的短暂的变化脑皮层区域大小可由感觉输入、经验及学习所调整皮层各功能区在通56神经功能重塑的研究进展课件57周围完整存活神经细胞的功能替代应用皮层内微刺激技术可精确地发现疾病后所发生的大脑皮层区功能的可塑性，即使精细活动如手指的运动都可有所恢复（1996年Nudo）周围完整存活神经细胞的功能替代58代偿理论举例：①猴子运动皮层部分切除，拇指功能重心恢复,损伤周围完好神经元功能重组②美国Wisconsin大学康复医学教授之父，66岁梗塞，每日3h康复，生活自理（洗碗、打字、步行、爬山），恢复全日工作3年，72岁死于心梗，尸检锥体束3%保留完好。健侧代偿，双重支配代偿理论举例：59大脑两半球间的联系(大脑半球代偿)功能支配区转移，即由受损区向未受损的对侧大脑转移不同系统代偿功能替代大脑两半球间的联系(大脑半球代偿)功能替代60神经功能重塑的研究进展课件61③3岁癫痫，19岁右半球切除，症状消失，感觉良好，精神恢复，大学文凭，管理工作。

④盲人视觉丧失，用触觉-视觉、听觉取代系统，将视觉信号转换成相应的触觉、听觉刺激，反复刺激其皮肤，使皮肤感受、分析不同类型的视觉信号（逼近、移开、深度等），象篇幅看不见，但有很灵敏的触觉。

③3岁癫痫，19岁右半球切除，症状消失，感觉良好，精神恢复，62

盲人受试者顶区在受到移动视觉刺激时有大的激活作用，这种现象仅发生在一小部分正常人身上，这一现象表明，皮层区重组不仅涉及到视觉程序或正常边界之外视皮层区延伸区先天聋人，视感觉调控的功能提高，似乎于外周区相关，在这个外周区，刺激引起了更大的诱发潜能和更快的反应时间，这是与正常听力个体相比较而言的盲人受试者顶区在受到移动视觉刺激时有大的激活63卒中的运动皮质区研究JaillardA等第一次用功能核磁（fMRI）对卒中运动皮质区（M1）的进行研究，以检测卒中后运动区的恢复是否与临近运动皮质相关，即该运动皮质是否具有代偿能力。设计中包含了对脑卒中后两年时间和2项运动任务:手指屈曲（FT）和手指伸展（FE）的研究。对象:4名缺血性卒患者，4名性别和年龄相配的健康对照组进行一项随机平衡纵向的前瞻性fMRI研究，评定时间:脑卒中后20天内，4个月和2年。

卒中的运动皮质区研究JaillardA等第一次用功能核磁（64

结果

FT相关激活定位在同侧脑半球而FE相关激活在对侧半球，2项任务进行时双侧小脑都激活；技巧性运动恢复与对侧运动前区、感觉运动区和同侧小脑运动区相应激活有关，出现了2种任务的运动模式的同侧化。

结果

FT相关激活定位在同侧脑半球而FE相65研究结论发现手指运动任务的再出现是在运动区未损伤背侧而不是在腹侧，这与脑卒中恢复的代偿模式相符合。该研究证明人类脑损伤后通过训练可使大脑皮质的功能发生重组的可塑性变化研究结论发现手指运动任务的再出现是在运动区未损伤背侧而不是66PET-CT研究分析脑出血或脑梗塞的脑卒中患者随机抽取10例作为对照组和治疗组；1、治疗组与对照组第一次PET—CT扫描无明显差异2、对照组二次PET扫描后主要以顶上小叶、扣带回、丘脑、尾状核、颞上回为主，中央前回、后回则增高不明显，治疗组第二次扫描则显示中央前回、中央后回、顶上小叶、扣带回、丘脑、尾状核、豆状核、颞上回均有所增高3、比较第二次扫描治疗组较对照组在患侧中央前回、中央后回、顶上小叶、扣带回、丘脑、尾状核、豆状核、颞上回代谢明显增高PET-CT研究分析脑出血或脑梗塞的脑卒中患者随机抽取10例67功能恢复的生理学依据潜伏通路及突触的启用狗的头—眼协调例子：先见食，再转头进食，迷路破坏后丧失，数周后恢复.头眼协调由迷路和颈本体感受器控制，一般由一种感受器控制（迷路），迷路失效后，原先不动用的颈本体感受通路启用，恢复头眼协调功能。功能恢复的生理学依据68功能恢复的生理学依据离子通道改变多发性硬化症脱髓鞘病变反复病情加重和自发缓解，功能改善。脱髓鞘后，跳跃式的传导变为在轴突上的连续性传导，沿轴突膜上出现结构重组，在原先没有N+通道之处出现N+通道。研究发现phinode结,即新形成的N+通道群集。功能恢复的生理学依据69与脑可塑性有关的因素功能重组实践系统内重组系统间重组外部促进的因素轴突侧枝长芽失神经过敏潜伏通路和轴突的启用离子通道的改变病灶周围组织的代偿低级或高级部分的代偿神经营养因子和某些基因的作用对侧大脑半球的代偿不同系统的潜伏通路和突触的启用由不同系统产生的行为代偿外部给予的神经营养因子、药物功能恢复训练基因治疗、神经移植与脑可塑性有关的因素功能重组实践系统内重组系统间重组外部促进70康复训练对脑功能重塑作用的研究康复训练对脑功能重塑作用的研究71功能康复训练在脑重塑中的作用1.反复、多次训练，减少偏差，功能接近损伤前(突触、发芽、药物等提供基础);2.强制训练、学习，才能获得新的功能(触觉代替视觉，代偿);3.外周刺激和感觉反馈在促进CNS功能和帮助个体适应环境和生存中起积极作用;CNS重塑，最终目的达到功能重组，早日康复。功能康复训练在脑重塑中的作用72中枢神经的功能重组，常需病灶周围组织和次级组织的代偿，这些次级的组织或中枢在正常情况下不起作用或作用甚微;脑损伤后需改由它们来承担主要的作用或精细的功能时，就必须进行重新学习和经过大量的功能训练康复训练提高了上述区域代偿能力，同时激活了患侧中央前回、中央后回，结果使大脑接受感觉和直接控制运动的M1能力得到加强中枢神经的功能重组，常需病灶周围组织和次级组织的代偿，这些次73在三个FMRI研究中记载了恢复过程中激活的程度和形式的动态变化，在AH（受损半球）和UH（未受损半球）的运动区和非运动皮层区不断重募，来取代MI高激活作用FMRI研究显示梗塞周围皮层高激活作用中风后AH通常承担的手的功能，可表现其外的正常区或手代表区扩大，认为是手、躯体特定区感觉和运动的重组，UH也有较小程度的重组在三个FMRI研究中记载了恢复过程中激活的程度和形式的动态变74强迫性运动治疗(CIMT)研究

Constraint-InducedMovementTherapy限制非受累侧肢体的主动活动，强制受累侧主动运动的一种训练方法。是20世纪80年代开始兴起的新的康复治疗方法。强迫性运动治疗(CIMT)研究

Constraint-Ind75CI治疗机理皮层重塑学说

研究证实,CI治疗克服“习得性废用”可能与皮层功能重建作用有关：局灶性经颅磁刺激（transcranialmagneticstimulation,TMS）神经电刺激成像(neuroelectricsourcemaging(EEG)磁成像（magneticsourceimaging,MEG）人体研究猴子经皮层微刺激研究（intracorticalmicrostimulation,ICMS）CI治疗机理皮层重塑学说76Liepert等应用局部经颅磁刺激图探讨了慢性卒中患者在强制性治疗后脑的可塑性改变。用局部磁刺激的方法来构建TMS图。结果显示，CIM治疗后皮质运动输出区扩大，手部皮质运动区的兴奋性升高，兴奋区重心转移，提示可能出现手部皮质运动代表区临近中枢的再募集。这和瘫痪肢体运动功能的提高一致。

Liepert等应用局部经颅磁刺激图探讨了慢性卒中患者在强制77神经功能重塑的研究进展课件78Levy等应用fMRI同样观察到了强制性治疗后脑的可塑性改变。治疗前仅在患者病变侧半球内出现散在的激活点。治疗后，在病变的边缘可见大量的激活区，这些区域并不在典型的皮质运动区。而且在病变同侧感觉运动区、补运动区、运动前区，甚至病变对侧都可见到广泛的激活。提示强制性治疗能明显促进脑损伤后的功能重组。Levy等应用fMRI同样观察到了强制性治疗后脑的可塑性改变79神经功能重塑的研究进展课件80CI治疗机理的研究左手熟练弹弦的弦乐演员的左手皮层躯体感觉代表区比不会音乐的对照组更大(ElbertT,Science1995;220:21-3.)同时用几个手指阅读盲文读者的手指代表区会都增大和紊乱(SterrA,Nature1998;391:134-5.)大块皮层重建发生在猴子整个前臂躯体感觉传入神经阻滞后(PonsTP,Science1991;252:1857-60.)CI治疗机理的研究左手熟练弹弦的弦乐演员的左手皮层躯体感觉代81被动或主动康复的研究fMRI研究报道了专门被动或主动的康复程序，可能诱导脑活动显著变化。在早期脑中风患者皮层下，3W强化训练康复，与标准化刺激相比，结果是同侧初级感觉皮层的活性提高被动或主动康复的研究fMRI研究报道了专门被动或主动的康复程82神经功能重塑的研究进展课件83神经功能重塑的研究进展课件84想象治疗的研究是一种动作的心理想象，可提高新的运动技巧的获得能力Izumei等用TMS技术描述了运动想象的促进效应，已证实，运动想象可指导在想像动作中涉及的原动肌推进，想象治疗的研究是一种动作的心理想象，可提高新的运动技巧的获得85言语治疗的脑可塑性研究一项PET研究对急性卒中后期Wernike’s左利手患者研究言语治疗发现，右上颞沟回，前额叶背侧顶叶皮质的激活，残余左前额叶皮层区激活增强，这样更有助于理解语言损伤后重新训练期间康复效果与语言训练提高关系经连续PET扫描已恢复Wernick’s失语患者研究中，见到语言理解训练和相关作业引起了左颞前叶和右上颞沟回的血流短时间增加。尤其，左颞前叶激活提示了代偿的进化这些发现，理想的直接对言语康复的治疗有助于患者无意识取得所有或许多语言方面的成就。

言语治疗的脑可塑性研究一项PET研究对急性卒中后期Werni86脑功能影像技术研究结论fMRI、TNF、MEG均认为AH（受损半球）感觉运动区非对称性扩大和后侧转换重组发生时间所有PET、fMRI、TMS和MEG研究发现，损伤半球运动元输出功能的重组始终在中风后几个月中发生。脑功能影像技术研究结论fMRI、TNF、MEG均认为AH（受87

功能重组的范围Lewine等MEG研究显示单侧损伤可导致双侧神经中枢的结构重建。两半球功能重组的顺序Marshall等的PET研究结果显示，卒中早期主要是健侧半球激活为主，但随着时间的推移，转为患侧半球的激活为主。fMRI研究则认为，卒中早期的运动恢复更依赖于双侧半球运动及非运动区的功能重组激活。功能重组的范围Lewine等MEG研究显示单88脊髓损伤后功能重塑的研究20世纪80年代动物实验证明了脊髓神经具有再生能力。

RossigonlS,BarbeauH.NeurosciAbst,1982,13:163.脊髓损伤后功能重塑的研究89中枢神经再生的发现David（1981）发现CNS受损轴突在自身环境下不能再生，但可以在外周神经移植物中生长。提示中枢内神经元具有再生能力CNS环境具有抑制再生作用中枢神经再生的发现David（1981）发现CNS受损轴突在90再生能力的体现侧芽生长（collateralsprouting）轴突的可塑性（plasticity）轴突再生（axonalregeneration）再生能力的体现侧芽生长（collateralsprouti91再生能力的物质基础再生相关基因（RAGs）表达转录因子，调节基因表达，如c-jun轴突伸展相关细胞骨架蛋白，如Tα1-tubulin……调节信号传导的生长锥蛋白，如GAP-43、CAP-23（生长协同蛋白）……与生长锥导向相关的导向因子，如L1、NCAM等细胞粘附分子……神经生长营养因子,如NGF、BDNF……再生能力的物质基础再生相关基因（RAGs）表达92再生抑制作用CNS环境抑制：髓磷脂相关的抑制作用胶质疤痕、囊肿腔隙相关的屏障阻止作用再生抑制作用CNS环境抑制：93目前脊髓再生治疗措施增加内在再生能力直接施加神经生长营养因子转基因治疗细胞移植抗抑制作用中和、降解抑制因子抑制或去除疤痕中的细胞成分定向阻滞细胞内抑制传导通路目前脊髓再生治疗措施增加内在再生能力94了解再生环境的特性

再生抑制再生能力如何有效打破再生能力与抑制的平衡？了解再生环境的特性再生抑制再生能力如95Richardson（1984）发现轴突损伤后神经元胞体反应对神经再生起关键作用，并证明外周轴突横断可诱导母体神经元基因表达改变提示神经元具有再生装置初始刺激才能激活再生Richardson（1984）发现轴突损伤后神经元胞体反应96再生装置的激活——允许作用的产生再生装置的激活——允许作用的产生97再生装置活性--允许作用诱导性在造成脊髓背侧柱损伤前l～2周，预先损伤坐骨神经部分，发现半数动物有越过损伤部位的轴突再生，而在缺乏外周神经预损伤的情况下，背侧柱却无轴突生长。外周神经损伤后环境中大量轴突再生相关的基因表达上调，无神经预损伤，则基因表达不上调。提示外周神经损伤能激活再生装置,诱导再生环境产生“允许”作用表明再生环境的“允许”作用具有可诱导性。再生装置活性--允许作用诱导性在造成脊髓背侧柱损伤前l～2周98研究设想外周神经损伤作为一种刺激方式，能诱导再生环境产生“允许”作用，促进神经再生。若能通过较神经损伤更为合理的刺激方式，诱导再生环境产生“允许”作用。将会在一定程度上克服目前研究的困境，为神经再生策略提供新的思路。研究设想外周神经损伤作为一种刺激方式，能诱导再生环境产生“允99运动与神经再生传统观点认为运动只能通过改善和代偿的机制发挥残存功能，提高运动功能。研究：运动训练促进神经功能恢复。运动与神经再生传统观点认为运动只能通过改善和代偿的机制发挥残100运动与再生环境允许作用研究发现，运动可诱导再生环境中多种与神经再生相关的神经生长营养因子表达。提示运动可能参与了再生环境“允许”作用的诱导。联合应用运动训练和神经生长因子，发现功能的改善明显优于单纯应用神经生长因子组。进一步提示，运动可能增强了再生环境“允许”作用，促进神经生长。运动与再生环境允许作用研究发现，运动可诱导再生环境中多种与神101运动训练时机和不同训练时程都影响神经生长相关基因的表达。第5天开始运动训练，脑源性神经营养因子BDNFmRNA表达明显增加，而第2天开始训练则无明显变化。有力地提示运动与再生环境“允许”作用的相关性，而且这种诱导作用具有一定的时间窗。运动训练时机和不同训练时程都影响神经生长相关基因的表达。102研究假说适宜的运动训练能有效促进神经再生，其机制可能是：通过诱导再生环境中神经再生相关因子协同表达产生“允许”作用。该项目获得２００７年国家自然科学基金资助（30671018)研究假说适宜的运动训练能有效促进神经再生，其机制可能是：通过103CNS重塑，最终目的神经功能重组!功能早日康复!CNS重塑，最终目的104谢谢谢谢105神经功能重塑的研究进展神经功能重塑的研究进展106授课目的理解CNS损伤后神经功能重塑的机制提供康复治疗的理论依据认识康复治疗的效果和作用重视神经康复的研究授课目的理解CNS损伤后神经功能重塑的机制107授课内容脑重塑的定义和研究手段脑功能重塑机制的研究进展康复训练对脑功能重塑作用的研究脊髓损伤后功能重塑的研究授课内容脑重塑的定义和研究手段108脑损伤后功能为什么能恢复?脑损伤后功能为什么能恢复?109可塑性定义可塑性:是指韧性和展性的能力。当它用于动态的生物系统时如脑功能和行为，其内容包括神经元之间变化的潜在性和重组自我修复性的所有机制，可塑现象可能是学习和损伤修补的基础可塑性定义可塑性:是指韧性和展性的能力。110脑重塑理论（brainplasticity）狭义：脑必须有重新获得功能的形态学基础（如轴突长芽等）才有可塑的表现。广义：通过学习和训练，脑可以完成原先不能完成的功能机体适应应急变化和应付生活中危险的能力。即在结构上/功能上重新组织修改自身以适应改变了的现实的能力。脑重塑理论（brainplasticity）111证实脑可塑性的研究手段目前主要从两个方面进行：一种是形态学上，利用神经解剖学、神经生理学、神经免疫学、分子生物学等手段，从分子水平上研究突触联系效率的变化，大多从动物实验或尸体解剖中获得二是利用功能影像学技术来实现功能水平的综合性研究，研究脑功能区变化、联系以及同外界刺激条件的影响，。就人脑而言，从各功能区域水平的关系变化予以研究，更能直观地反映脑功能重组的规律证实脑可塑性的研究手段目前主要从两个方面进行：112利用影像技术

了解脑可塑性的原理和目的人体两侧大脑半球的感觉运动区的组织是对称的，但机制不尽相同，各种脑功能影像技术可以体现这一现象。即把不同层次上的机制认识“整合”起来，了解其功能。通过脑功能影像的整合技术方法获取脑兴奋性、扩展性、定位、脑皮质区功能等级所提供的信息，对正常脑功能的规律性以及脑损伤后的恢复机制将有更深入的理解.能准确地知道康复治疗及验证促进功能恢复的康复治疗技术的有效性，使康复医学能符合循证医学的要求利用影像技术

了解脑可塑性的原理和目的人体两侧大脑半球的感觉113脑功能影像整合技术信息：神经元的兴奋性、扩展性、定位性、皮层功能等级推动康复治疗和更新康复措施理解神经损伤后长时间恢复的机制

脑功能影像整合技术信息：神经元的兴奋性、扩展性、定位性、皮层114susceptibilityweightedimaging（敏感性加权成像）弥散张量成像（diffusiontensorimaging，DTI）弥散峰值成像（diffusionkurtosisimaging,DKI）功能性近红外光谱法（functionalnearinfraredspectroscopy）非侵入性脑功能影像技术susceptibilityweightedimagin115susceptibilityweightedimaging

（敏感性加权成像）高分辨率敏感性MR可以显示更多的病灶，病灶的细节与GRE（梯度回波序列）相比也更加清晰一项有关急性脑损伤患者的调查显示：这种成像方法与GRE相比对微小的出血更加敏感（<10mm2）但是需要更长的图像采集时间，增加了移动伪影出现的可能TongKA,etal.:Radiology2003;227:332-9susceptibilityweightedimagin116神经功能重塑的研究进展课件117弥散张量成像(DTI)评估纤维素的完整性为诊断DAI（弥漫性轴索损伤）提供依据反映损伤的严重程度和预后显示与认知发展相关的潜在影像学改变描述损伤后的病理过程弥散张量成像(DTI)评估纤维素的完整性118功能性近红外光谱法（functionalnearinfraredspectroscopy，fNIRS）

利用氧合血红蛋白和去氧血红蛋白的光学特性的不同来成像判断体内代谢产物的光学特性功能性近红外光谱法（functionalnearinf119fNIRSvsfMRIFnirs可移动的，便携的伪影增强了生物学的真实性没有MRI的禁忌症便宜一些受皮层的限制色素不易沉着，颅内的参考点和空间分辨率较低fMRI不可移动的易受运动的影响生物学真实性不足多种禁忌症更贵一些成像层次比较深更好的空间分辨率fNIRSvsfMRIFnirsfMRI120目前研究脑功能可利用不同的影像技术。一些与功能相关的局部血流、代谢、神经电活动在神经激活水平上与功能变化相关。这种测量技术包括：PET、fMRI、EEG、MEG、TMS等分析脑神经元的性能神经功能重塑的研究进展课件121激活部位局部大脑血流升高，则示踪剂被摄取的越多普通CTPET-CT技术机理正电子发射断层扫描仪（PositronemissioncomputedtomographyPET）是利用发射正电子的放射性核素进行器官断层显像。以放射性核素标记化合物进行血流灌注、氧耗量及各种代谢显像、神经受体显像。PET是在分子水平上了解脑的功能的影像技术示踪剂主要是去氧葡萄糖如18F-FDG（葡萄糖类似物），大脑特定区域的代谢越是活跃，则表示示踪剂被摄取的越多由于PET功能成像技术依赖于示踪剂被摄取期间、被测试者的状态（在清醒、睡眠、看图、说话等其他活动状态下），其能量代谢活动会有所不同激活部位局部大脑血流升高，则示踪剂被摄取的越多普通CTPE122PET先进的技术使探测人的有意义的动作和测绘这些动作成为可能，提高了分辨空间和解剖学上记录结果的真实性PET先进的技术使探测人的有意义的动作和测绘这些动作成为可能123神经功能重塑的研究进展课件124fMR技术机理fMRI的信号依赖于脱氧血红蛋白聚集的变化。动作发生时脑神经元活动区氧和糖供应的需要增加，氧合血红蛋白含量增加，结果是大脑局部脱氧血红蛋白的相对减低，fMRI对脱氧血红蛋白浓度的敏感性极高，产生了所谓的依赖-血氧水平的信号08MRI&fMRI.WMV

血氧水平依赖成像（BOLD）的信号可反映脑皮层功能活动的动态变化，现在多用于脑功能的研究。信号的变化小，能被重复的时间次数所抵消，故这种技术能够充分敏感地检测个体活动。fMRI的时间分辨能力是由与神经血管耦合现象反应的半球动态的时间所支配，大约为12秒。它可检测1到2秒的次序内脑区域的最高活动的时间上的区别fMR技术机理fMRI的信号依赖于脱氧血红蛋白125PET和fMRI可提供功能和解剖间

详细的关系

PET和fMRI可提供功能和解剖间的关系，以及对应于指定的运动动作的网络分布图PET和fMRI可提供功能和解剖间

详细的关系

PET和fM126对指右侧对指(正常)中央沟对指右侧对指(正常)中央沟127Dellon,AE,1997Dellon,AE,1997128神经功能重塑的研究进展课件129单光子发射断层扫描

（SPECT）（singlephotonemissioncomputedtomography）是一种以放射性核素标记物作为显像剂的一种功能的影像检查，主要包括局部脑血流(rCBF)、脑代谢显像和脑神经受体显像。成像机制利用放射性核素标记物自由通过正常的血脑屏障，由于在静息状态下，两侧大脑半球内的血流和代谢的分布是对称的，在功能显示图上则表现局部示踪迹分布均匀、对称，当示踪剂在脑组织中随着时间延长无明显再分布，此时示踪剂与局部脑血流量成正比；在运动刺激下，与刺激相关的功能区被激活，使局部血流增加，代谢活跃，在显示图上则表现表现为局部示踪剂摄取增高

单光子发射断层扫描

（SPECT）（singlephoto130TMS技术（transcranilmagneticstimulation）TMS（经颅磁刺激记录仪）是一种安全无痛苦的非侵入性技术。TMS通过在缠绕头皮的电线上形成电流，一简单的强烈的磁场，从而测绘出皮层代表区。在相应的运动元皮层区，TMS触发出相连“靶”肌肉的短暂的肌电图反应。不同形状大小方向的线圈刺激物，可使分散的脑区发生优先兴奋，并绘出躯体特定区的运动输出信号，下肢和肩部肌肉位于躯体特定区稍后位置，手和上肢肌肉位于较前位置。TMS技术（transcranilmagnetics131rTMS脑内生成感应电场rTMS脑内生成感应电场132TMS简化原理图TMS简化原理图133神经细胞电生理——动作电位（AP）

全或无，1或0，传导不衰减神经元通过采用动作电位频率和样式的编码从一个部位到另一个部位传递信息的。神经细胞电生理——动作电位（AP）全或无，1或0134刺激外周神经刺激中枢神经在切割处产生刺激TMS感应电流引起刺激运动诱发电位（MotorEvokedPotentialMEP）：刺激大脑运动皮质，在对侧肢体靶肌记录到的表面肌电图。评定锥体束的功能。刺激外周神经在切割处产生刺激TMS感应电流引起1351985年，英国Barker首先用TMS引出运动诱发电位MEP1992年，美国Cadwell研制出重复经颅磁刺激器1987年，英国MAGSTIM开始生产TMS经颅磁刺激仪-TMS1985年，英国Barker首先用1992年，美国1987年136是研究皮层间抑制和兴奋机制的有效工具。如同PET和fMRI，以血流变化为基础的神经影像学方法，但不能够分辨出神经网络兴奋或抑制激活作用的所对应的专门的脑功能区1985年开始利用其研究脑皮层运动功能,至今发展到临床诊断治疗中枢神经疾病反面TMS-EEG是研究皮层间抑制和兴奋机制的有效工具。如同PET和fMRI，137EEG方法先进的EEG（脑电波）方法消除了大量电流对结果产生的影响，解决了大脑分隔区电极加速器所产生的节律问题。其它的EEG计算机化处理分析出不同皮层区产生的EEG节律的一致性。这种一致性分析非侵入性地研究了不同脑区域的相关性，及与这种给定动作是如何与短暂的转换变化相关联的随意动作中，EEG和EMG信号间连贯性研究以及EEG方法的连贯性是可能的。且使对脑功能生理或疾病状态下神经可塑性变化的研究成为可能EEG方法先进的EEG（脑电波）方法消除了大量电138MEG（脑磁图）检测神经活动中产生的磁场电流磁场是不会变形的，不像电场精确性信号源比较局限短暂的分辨率MEG（脑磁图）检测神经活动中产生的磁场电流139MEG技术（magnetoencephalography）MEG（脑磁性影像图）技术是一种非侵入性技术，从空间上分辨出自发的脑活动或外部刺激作用时，皮层区域神经元同步被激活作用（反应）的相关性MEG信号不接受覆在大脑的纤维层影响，它定位和测量记录感受器下的脑浅区内的脑电流量，排除了大电流量的作用。MEG信号优先记录脑回和脑沟深处产生的电极加速度成分头皮上产生极化磁场分布时精确定位出神经元池激活的三维位置MEG技术（magnetoencephalography）M140MEGMEG141磁源成像（MSI）联合了MEG和MRI对活动区域成像磁源成像（MSI）联合了MEG和MRI对活动区域成像142通过病灶叶用TMS、fMRI、PET、EEG、MEG测绘，运动元和躯体感觉皮层区域以及研究手代表在正常的病理状态下和半球非对称是有用的。TMS和MEG能够检测感觉运动区重塑，作为神经重组或早期受损神经网络的恢复结果，这些技术有优点，亦有局限性，TMS仅提供二维头皮图，MEG提供三维图，依靠来源于头部的数学模式选择，这些技术不能测试在日常生活中动作实施和感觉运动整合fMRI和PET可提供整合日常生活中动作实施和感觉运动整合的理想方法结论通过病灶叶用TMS、fMRI、PET、EEG、MEG测绘，运143脑功能重塑机制的研究进展脑功能重塑机制的研究进展144脑损伤的功能恢复的一般解释1.损伤周围水肿带的重吸收2.个体间再灌注模式3.动脉分支分布的不同4.皮层同一功能区的多种表现如神经元控制多重神经通路的存在和启用如同侧皮质脊髓纤维代偿5,已知的功能间的联系强化6.突触效能的变化等脑损伤的功能恢复的一般解释1.损伤周围水肿带的重吸收145

急性期脑功能恢复机理解释水肿消散，血管通透性改善,血管再通,侧枝循环建立,血流恢复正常;特定区域（半暗区）功能的恢复，包括附近潜在存活细胞的功能恢复;早期治疗可以缩小坏死范围;急性期脑功能恢复机理解释146机能联接不良(休克)解除失神经超敏感

（denervationsupersensitivity）长期改变的基因表达(热休克蛋白)表现在对受损脑组织的保护神经菅养因子.神经节甘脂(施捷因).自由基清除剂.一氧化氮(NO)等剩余学说（redandancytheory）机能联接不良(休克)解除147VonMonakow氏神经机能联系不良学说

神经在整合方面受到暂时的创伤性阻断，是一种功能性休克。细胞代谢存在，功能暂时抑制。VonMonakow氏神经机能联系不良学说

神经在整合方面148失神经超敏感

（denervationsupersensitivity）轴索和终端病损后变性，失神经支配的部分靶细胞对周围环境的刺激变得更敏感，兴奋阈值降低。失神经超敏感

（denervationsupersensi149剩余学说（redandancytheory）一定区域的全部组织调节某一特定功能，如果此区域部分受损，其剩余的未受损组织可继续调节此特定功能。因此，病损的影响主要取决于未受损组织的数量，而非病损部位。剩余学说（redandancytheory）一定区域的全部150脑功能重塑（重新组合）神经解剖学重建刺激和调动潜在神经细胞的功能发育，实现功能替代神经生理功能重组脑功能重塑（重新组合）151功能恢复的神经解剖学研究对侧/双侧支配一侧上肢的前臂和手指运动受对侧和同侧大脑半球支配有的病例还能保存两手的运动功能

（1980年Glees报告）功能恢复的神经解剖学研究对侧/双侧支配152功能恢复的神经解剖学研究同侧支配单侧大脑受损后，依靠受损对侧的大脑未交叉的皮层脊髓束保留对受损大脑对侧肢体的部分感觉和运动的控制上肢近端的运动则受同侧大脑支配（1973年Brinkman）功能恢复的神经解剖学研究同侧支配153功能恢复的神经解剖学研究对侧脑的双侧支配受损大脑对侧相应的部位（较原范围更大一些）更大的活性，可以控制该侧的功能对侧大脑半球和同侧皮层运动前区作为对运动区的补充，其活性亦提高，进而出现功能重建（1997年Cramer）

功能恢复的神经解剖学研究对侧脑的双侧支配154神经解剖学重建研究神经发芽理论：内嗅皮层去除部分传入神经，余下传入神经终端发芽，取代80%失去的突触。动物实验：细胞占皮层容积3%，树突、轴突、胶质占97%。部分脑细胞死亡，存活细胞的丰富轴突，可以代偿损失，丧失的轴突可由大量完好轴突侧枝发芽取代。神经解剖学重建研究神经发芽理论：155

神经发芽和新突触联系的形成这种细胞水平的变化受着局部神经递质的释放和神经营养因子和突触蛋白合成的影响，尤其，主要的突触联系―树突和脊髓树突，始终继续着重组，这一过程亦可能受邻近的星形胶质细胞的相互联系所调控据动物试验记载，局部脑缺血基因表达的强诱导剂、许多生长因子可以减少梗塞的面积。神经发芽和新突触联系的形成这种细胞水平的变化受着局部神经156

Engert&Banhoeffer(1999)年报告在诱发LTP同时，发现海马CAI锥体细胞树突处长出了新棘突

电刺激CAI锥体细胞后30分钟时，EPSP增大（兴奋性突触后电位）60分后可肉眼见到出现了新的棘突

Engert&Banhoeffer(1999)157

Engert&Banhoeffer(1999)年报告在诱发LTP同时，发现海马CAI锥体细胞树突处长出了新棘突

电刺激CAI锥体细胞后30分钟时，EPSP增大（兴奋性突触后电位）60分后可肉眼见到出现了新的棘突

Engert&Banhoeffer(1999)158神经解剖学重建研究神经再生包括芽变、新生,只有具备以下4个条件才具备功能联系回到原来失去神经支配的区域建立新的联系即芽变和其他神经元之间发生联接功能恢复与上述生物学恢复相一致再次切断组织后再次出现相关的功能障碍神经解剖学重建研究神经再生包括芽变、新生,只有具备以下4159功能替代当部分功能系统损伤，系统内恢复是可能的，而完全破坏之后，只能选择功能替代系统实验和临床研究显示，1/5锥状纤维的就能足以使手指运动恢复，在这种情况下，锥形系统内重组可能是争取上肢运动控制功能恢复最好的机制之一功能替代当部分功能系统损伤，系统内恢复是可能的，而完全破坏之160脑皮层区域大小可由感觉输入、经验及学习所调整皮层各功能区在通常的生活经验过程中，对于重复的刺激，运动模式和认知目标会随之进行不断的短暂的变化脑皮层区域大小可由感觉输入、经验及学习所调整皮层各功能区在通161神经功能重塑的研究进展课件162周围完整存活神经细胞的功能替代应用皮层内微刺激技术可精确地发现疾病后所发生的大脑皮层区功能的可塑性，即使精细活动如手指的运动都可有所恢复（1996年Nudo）周围完整存活神经细胞的功能替代163代偿理论举例：①猴子运动皮层部分切除，拇指功能重心恢复,损伤周围完好神经元功能重组②美国Wisconsin大学康复医学教授之父，66岁梗塞，每日3h康复，生活自理（洗碗、打字、步行、爬山），恢复全日工作3年，72岁死于心梗，尸检锥体束3%保留完好。健侧代偿，双重支配代偿理论举例：164大脑两半球间的联系(大脑半球代偿)功能支配区转移，即由受损区向未受损的对侧大脑转移不同系统代偿功能替代大脑两半球间的联系(大脑半球代偿)功能替代165神经功能重塑的研究进展课件166③3岁癫痫，19岁右半球切除，症状消失，感觉良好，精神恢复，大学文凭，管理工作。

④盲人视觉丧失，用触觉-视觉、听觉取代系统，将视觉信号转换成相应的触觉、听觉刺激，反复刺激其皮肤，使皮肤感受、分析不同类型的视觉信号（逼近、移开、深度等），象篇幅看不见，但有很灵敏的触觉。

③3岁癫痫，19岁右半球切除，症状消失，感觉良好，精神恢复，167

盲人受试者顶区在受到移动视觉刺激时有大的激活作用，这种现象仅发生在一小部分正常人身上，这一现象表明，皮层区重组不仅涉及到视觉程序或正常边界之外视皮层区延伸区先天聋人，视感觉调控的功能提高，似乎于外周区相关，在这个外周区，刺激引起了更大的诱发潜能和更快的反应时间，这是与正常听力个体相比较而言的盲人受试者顶区在受到移动视觉刺激时有大的激活168卒中的运动皮质区研究JaillardA等第一次用功能核磁（fMRI）对卒中运动皮质区（M1）的进行研究，以检测卒中后运动区的恢复是否与临近运动皮质相关，即该运动皮质是否具有代偿能力。设计中包含了对脑卒中后两年时间和2项运动任务:手指屈曲（FT）和手指伸展（FE）的研究。对象:4名缺血性卒患者，4名性别和年龄相配的健康对照组进行一项随机平衡纵向的前瞻性fMRI研究，评定时间:脑卒中后20天内，4个月和2年。

卒中的运动皮质区研究JaillardA等第一次用功能核磁（169

结果

FT相关激活定位在同侧脑半球而FE相关激活在对侧半球，2项任务进行时双侧小脑都激活；技巧性运动恢复与对侧运动前区、感觉运动区和同侧小脑运动区相应激活有关，出现了2种任务的运动模式的同侧化。

结果

FT相关激活定位在同侧脑半球而FE相170研究结论发现手指运动任务的再出现是在运动区未损伤背侧而不是在腹侧，这与脑卒中恢复的代偿模式相符合。该研究证明人类脑损伤后通过训练可使大脑皮质的功能发生重组的可塑性变化研究结论发现手指运动任务的再出现是在运动区未损伤背侧而不是171PET-CT研究分析脑出血或脑梗塞的脑卒中患者随机抽取10例作为对照组和治疗组；1、治疗组与对照组第一次PET—CT扫描无明显差异2、对照组二次PET扫描后主要以顶上小叶、扣带回、丘脑、尾状核、颞上回为主，中央前回、后回则增高不明显，治疗组第二次扫描则显示中央前回、中央后回、顶上小叶、扣带回、丘脑、尾状核、豆状核、颞上回均有所增高3、比较第二次扫描治疗组较对照组在患侧中央前回、中央后回、顶上小叶、扣带回、丘脑、尾状核、豆状核、颞上回代谢明显增高PET-CT研究分析脑出血或脑梗塞的脑卒中患者随机抽取10例172功能恢复的生理学依据潜伏通路及突触的启用狗的头—眼协调例子：先见食，再转头进食，迷路破坏后丧失，数周后恢复.头眼协调由迷路和颈本体感受器控制，一般由一种感受器控制（迷路），迷路失效后，原先不动用的颈本体感受通路启用，恢复头眼协调功能。功能恢复的生理学依据173功能恢复的生理学依据离子通道改变多发性硬化症脱髓鞘病变反复病情加重和自发缓解，功能改善。脱髓鞘后，跳跃式的传导变为在轴突上的连续性传导，沿轴突膜上出现结构重组，在原先没有N+通道之处出现N+通道。研究发现phinode结,即新形成的N+通道群集。功能恢复的生理学依据174与脑可塑性有关的因素功能重组实践系统内重组系统间重组外部促进的因素轴突侧枝长芽失神经过敏潜伏通路和轴突的启用离子通道的改变病灶周围组织的代偿低级或高级部分的代偿神经营养因子和某些基因的作用对侧大脑半球的代偿不同系统的潜伏通路和突触的启用由不同系统产生的行为代偿外部给予的神经营养因子、药物功能恢复训练基因治疗、神经移植与脑可塑性有关的因素功能重组实践系统内重组系统间重组外部促进175康复训练对脑功能重塑作用的研究康复训练对脑功能重塑作用的研究176功能康复训练在脑重塑中的作用1.反复、多次训练，减少偏差，功能接近损伤前(突触、发芽、药物等提供基础);2.强制训练、学习，才能获得新的功能(触觉代替视觉，代偿);3.外周刺激和感觉反馈在促进CNS功能和帮助个体适应环境和生存中起积极作用;CNS重塑，最终目的达到功能重组，早日康复。功能康复训练在脑重塑中的作用177中枢神经的功能重组，常需病灶周围组织和次级组织的代偿，这些次级的组织或中枢在正常情况下不起作用或作用甚微;脑损伤后需改由它们来承担主要的作用或精细的功能时，就必须进行重新学习和经过大量的功能训练康复训练提高了上述区域代偿能力，同时激活了患侧中央前回、中央后回，结果使大脑接受感觉和直接控制运动的M1能力得到加强中枢神经的功能重组，常需病灶周围组织和次级组织的代偿，这些次178在三个FMRI研究中记载了恢复过程中激活的程度和形式的动态变化，在AH（受损半球）和UH（未受损半球）的运动区和非运动皮层区不断重募，来取代MI高激活作用FMRI研究显示梗塞周围皮层高激活作用中风后AH通常承担的手的功能，可表现其外的正常区或手代表区扩大，认为是手、躯体特定区感觉和运动的重组，UH也有较小程度的重组在三个FMRI研究中记载了恢复过程中激活的程度和形式的动态变179强迫性运动治疗(CIMT)研究

Constraint-InducedMovementTherapy限制非受累侧肢体的主动活动，强制受累侧主动运动的一种训练方法。是20世纪80年代开始兴起的新的康复治疗方法。强迫性运动治疗(CIMT)研究

Constraint-Ind180CI治疗机理皮层重塑学说

研究证实,CI治疗克服“习得性废用”可能与皮层功能重建作用有关：局灶性经颅磁刺激（transcranialmagneticstimulation,TMS）神经电刺激成像(neuroelectricsourcemaging(EEG)磁成像（magneticsourceimaging,MEG）人体研究猴子经皮层微刺激研究（intracorticalmicrostimulation,ICMS）CI治疗机理皮层重塑学说181Liepert等应用局部经颅磁刺激图探讨了慢性卒中患者在强制性治疗后脑的可塑性改变。用局部磁刺激的方法来构建TMS图。结果显示，CIM治疗后皮质运动输出区扩大，手部皮质运动区的兴奋性升高，兴奋区重心转移，提示可能出现手部皮质运动代表区临近中枢的再募集。这和瘫痪肢体运动功能的提高一致。

Liepert等应用局部经颅磁刺激图探讨了慢性卒中患者在强制182神经功能重塑的研究进展课件183Levy等应用fMRI同样观察到了强制性治疗后脑的可塑性改变。治疗前仅在患者病变侧半球内出现散在的激活点。治疗后，在病变的边缘可见大量的激活区，这些区域并不在典型的皮质运动区。而且在病变同侧感觉运动区、补运动区、运动前区，甚至病变对侧都可见到广泛的激活。提示强制性治疗能明显促进脑损伤后的功能重组。Levy等应用fMRI同样观察到了强制性治疗后脑的可塑性改变184神经功能重塑的研究进展课件185CI治疗机理的研究左手熟练弹弦的弦乐演员的左手皮层躯体感觉代表区比不会音乐的对照组更大(ElbertT,Science1995;220:21-3.)同时用几个手指阅读盲文读者的手指代表区会都增大和紊乱(SterrA,Nature1998;391:134-5.)大块皮层重建发生在猴子整个前臂躯体感觉传入神经阻滞后(PonsTP,Science1991;252:1857-60.)CI治疗机理的研究左手熟练弹弦的弦乐演员的左手皮层躯体感觉代186被动或主动康复的研究fMRI研究报道了专门被动或主动的康复程序，可能诱导脑活动显著变化。在早期脑中风