前庭系统

前庭系统由前庭器官与前庭神经组成，它们传送有关头的角度、加速度和相对于头的方向的重力线等信息至中枢神经系统，尤其是前庭神经核复合体和小脑。中枢神经系统对这些信号进行加工，并与其它感觉信息相组合以判定头的位置和运动方向。

 
前庭器官是人体平衡系统的主要感受器官，它藏在颞骨内的内耳迷路之中，结构非常小而且复杂，它的弯弯曲曲的硬管（骨管）里套着软管（膜管)，可分为半规管和前庭两部分。骨性半规管分为水平半规管、前半规管和后半规管三部分，其内含有相应的三个膜半规管；骨性前庭内含有前庭囊，分为球囊、椭圆囊两部分。双耳的三对半规管的一端稍膨大，形成壶腹。在人直立并且头向前低30°时，水平半规管所在平面与地平面平行；前半规管位于与矢状线约呈45°的矢状平面内，后半规管位于与冠状线呈45°的冠状平面内。三对半规管互呈90°夹角。椭圆囊位于冠状平面内，球囊位于矢状平面内，椭圆囊与球囊互呈90°夹角。

 
前庭器官之所以能接受三维空间的运动信息正是由于它的解剖空间位置特点所决定的。骨性半规管、骨性前庭与膜半规管、前庭囊之间的腔隙含有外淋巴液；而膜半规管和前庭囊内含内淋巴液。内、外淋巴液之间互不相通，它们的成分和比重各不相同。三个膜半规管的壶腹端各有一壶腹嵴，是感受角加速度的感受器；椭圆囊和球囊中各有一囊斑，或称耳石器，是感受线性加速度和重力的感受器。这些前庭末梢感受器主要由感受位置变动的毛细胞组成，前庭的平衡觉信息正是通过它们向中枢传递的。当身体移动时，管内淋巴液流动，触动里面的毛细胞，将旋转、加减速度等动态信息传到前庭神经。


 

前庭神经

前庭神经的神经元胞体在内听道底部形成前庭神经节（Scarpa's ganglion）。这些神经元为双极神经元，其树突与前庭感受器内的毛细胞联系，而轴突集合成束构成前庭神经，其中所含纤维总数为14000～24000根。前庭神经与来自耳蜗的蜗神经共同组成第八对脑神经－即前庭蜗神经，经内听道进入颅腔内，然后进入脑干，主要至前庭神经核。前庭神经分为前庭上神经和前庭下神经，前庭上神经的分支有前壶腹神经、外壶腹神经和椭圆囊神经，分别接受来自前半规管壶腹嵴、外半规管壶腹嵴和椭圆囊斑的感觉传入，前庭下神经的分支有后壶腹神经、球囊神经，分别接受来自后半规管壶腹嵴和球囊斑的感觉传入。前庭上、下神经之间 ，前庭神经和耳蜗神经以及前庭神经及面神经之间还有细小的分支相吻合。
 
脑干

外周前庭的传入信息传到脑后，在三级中枢内进行加工处理。这三级中枢是脑干、小脑和大脑。脑干中的前庭中枢：主要是前庭核复合体。前庭核复合体是前庭神经冲动传导的中继站，具有接受、整合、调节前庭信息的功能，包括前庭内侧核、外侧核、上核和下核。除接受前庭末梢感受器信息冲动外，它还接受对侧前庭神经核，以及视觉系统、小脑、大脑皮质等部位传来的信息。前庭核神经元可自发放电，以维持前庭系统静态平衡。

 
 
小脑

小脑中的前庭中枢：小脑可以直接接受来自外周前庭感受器的神经传入纤维，也可以接受来自前庭核复合体的次级传入纤维。小脑将这些纤维传入的信息进一步整合、分析后，继续向上一级中枢或相应的效应部位传导（如通过动眼神经核支配眼球的运动），并给予前庭神经核或外周前庭以反馈性的调节。虽然小脑不是前庭反射必须的，但当小脑切除后，前庭反射变得定位不准确且效率低下。
 
 
 
大脑皮质
可以肯定的是，前庭神经核与大脑皮质之间存在有联系，但大脑皮质的前庭代表区（即主管前庭平衡感觉的中枢）确切位置仍然不甚明确。据认为猴的前庭代表区在中央后回后 部分头部皮肤代表区附近。在刺激人听皮质前方的颞上回皮质时，病人常有眩晕等平衡失常的感受。目前一般认为前庭皮层代表区可能为多区域的，但仍有待进一步的探索和研究。

 
 
前庭运动输出系统
时至今日，已知前庭神经系统有7条神经通路：前庭眼动通路、前庭脊髓通路、前庭小脑通路、前庭网状结构通路、前庭植物神经通路、视前庭相互作用通路和前庭皮层通路。其中主要的有前庭眼动通路、前庭脊髓通路和前庭植物神经通路。前庭眼动通路的作用是在头部运动的过程中保持视力不变、稳定视觉。前庭脊髓通路的作用是维持躯体的稳定，保持姿势平衡。前庭植物神经通路主要表现在前庭受刺激时，会出现恶心、呕吐、心律减慢、血压下降、面色苍白等植物神经症状 。



 
 
前庭的生理功能
内耳的前庭和耳蜗总称位听器官，顾名思义就是感知位置和听觉的，前庭感知人体空间位置，后者负责听觉。前庭的三个半规管感知身体旋转的角加速度，球囊、椭圆囊感知直线加速度。例如坐在行进的车中即使闭上眼睛，不看窗外，也可感知到车的加速、减速或转弯；又如乘坐电梯时那种升、降的感觉，这些都是半规管、耳石器感知的。
前庭感受器感知人体在空间的位置及其位置变化，并将这些信息向中枢传递，主要产生两个方面的生理效应：一方面对人体变化了的位置和姿势进行调节，保持人体平衡；另一方面参与调节眼球运动，使人体在体位改变和运动中保持清晰的视觉，故它对保持我们的姿势平衡和清晰的视觉起重要作用。其实，前庭随时随地都在工作，比如在一辆正常行驶的公共汽车突然刹车的时候，站立的人往往会倾倒，但是很快会控制自己的身体，不会倾倒下去，这时候就是前庭在发挥作用，调整了身体姿势，达到了平衡。

转圈眩晕实际上是因为人的前庭正处于一种比较紊乱的工作状态。而受过专业训练后才能达到高超的平衡能力。比如运动员在进行优美的翻滚跳跃动作的时候就是前庭在准确地判断身体的位置，进而达到平衡身体的动作。
为了减少太空飞行过程中易发的运动病，宇航员需要进行前庭功能训练。据介绍，此病是目前航天界悬而未决的难题，发病率高达30％～50％。俄罗斯非常重视前庭功能训练，而美国则主要采用注射药物的方法来防止运动病的发生，我国则采用综合方法，一方面进行训练，同时也研制了几种预防运动病的药物。
 
 
前庭与视觉、本体觉的协同作用
内耳的前庭是人体平衡系统的主要感受器官，其次为视觉和本体感受器。三者只要其中任何一种感受器向中枢传入的冲动与其它两种感受器的传入冲动不协调一致，便会产生眩晕。所以，眩晕多是由前庭疾病引起。眩晕患者就诊时，医生常首先要求患者进行前庭功能检测，以便分析、查找眩晕的原因和引起眩晕的病变位置和程度，然后采取恰当的治疗方案。
前庭系统几乎随时随刻都在执行任务。换言之，前庭系统与其它系统的运作息息相关，例如，儿童能专心地学习，就是前庭、本体觉与视觉三者共同作用的结果，即所谓“感觉统合”。
人在凝视时，需头颈稳定不动；追视移动的目标时，需头颈稳定地移动，如此捕捉的影像才会清晰。前庭系统将地心引力的强弱信息，提供给视觉系统，形成远近、高低、前后、左右等方位概念，此即“空间视知觉”。这是前庭系统与视觉系统的感觉统合。

 
平衡仪检查平衡功能
前庭系统与本体运动觉系统相互配合提高肌肉张力，带动肌腱、韧带、骨胳与关节做出平衡动作，并维持姿势。前庭平衡觉与本体运动觉的信息整合，掌握四肢在三度空间的位置，形成有意义的身体知觉。
前庭系统的传入纤维分别送信息到左右大脑半球，促进身体左右两侧统合，使儿童在学习复杂动作时，反应灵敏。前庭系统还有神经纤维联系情绪中枢，进而影响情绪中枢，包括正面与负面作用，如兴奋、紧张、平静等。
前庭系统发挥的是脑的基本功能，因此对健康成人，前庭默默地运作，当事人可能根本忽略它的存在。但对成长中的婴幼儿，前庭系统在其身体发育上，扮演十分重要的角色，不容怱视。比如婴儿通过抬头看、侧头听、踢腿、挥手、摇晃身躯等活动，能够体验感觉信息输入脑部的喜悦，于是不断反复地动作。借助这种积极的活动，不但丰富了婴儿的经验，也活化了他们的大脑。这其中，前庭系统扮演了最基本的角色，发挥了关键性的功能—“合纵连横”。
 
 
前庭与眩晕
眩晕是一种运动性或位置性幻觉，是体内生理或病理性的位置觉刺激与大脑感觉中枢中常态的空间位置觉模式的冲突，是人体平衡系统功能紊乱或失常的表现，包括患者自身旋转感或周围景物旋转感、摆动感、漂浮感、升降感及倾斜感等。内耳前庭神经系统是维持人体平衡功能的主系统，且与全身其它系统存在广泛联系，其自身疾患或其它系统疾患累及前庭系统均能导致眩晕。故眩晕多由内耳前庭系统不协调引起，约占眩晕病例的70%。
前庭平衡功能异常是为何引起眩晕的呢？众所周知，一架双引擎飞机正常平稳飞行时，若一个引擎出现故障，飞机就会失衡偏离航向或翻滚，但经过飞行员调整，一个引擎的飞机还能够恢复平稳飞行。如果故障引擎不加以修复，飞机就会反复偏离航向而难以驾驭。人体就像一架双引擎飞机，两侧内耳前庭好比飞机的两个引擎，眩晕就如同故障飞机的偏离航向或翻滚一样。正常时两侧前庭共同协调完成人体平衡的感知和调节。当一侧前庭出现病变时就破坏了人体原来的平衡状态，眩晕、天旋地转等感觉就发生了。经过休息、治疗后，眩晕可以缓解，其中大多数是经过神经中枢调整，产生前庭代偿后重新建立平衡的结果，只有少部分病人是得益于受损的前庭功能恢复。若眩晕的病因不能解除，反复影响前庭，前庭功能时好时坏，患者就表现为反复发作性眩晕。

 
 
平衡功能检查

当人体平衡出现障碍时，如走路向一侧偏斜等，就需要作前庭功能检查以确定前庭器有无疾病、其病变程度和性质。常用的检查方法有：平衡功能检查、旋转试验、冷热试验等。
平衡功能检查：平衡障碍的主要症状是偏倒、错指物位、行走或书写障碍。常用的有以下检查方法。
Romberg试验。又称闭目直立检查法。受检者闭目，双脚并拢直立，两手臂向两侧伸直平举与肩平。迷路有病变时，将向患侧偏倒；头部转动时，偏倒的方向随之改变。小脑有病变时，将向患侧或后方偏倒，不随头位的转动而改变偏倒的方向。
错指物位试验。检查者与受检者对坐，各伸出一手臂，食指伸出，其他四指握拳。检查者手背向下，受检者手臂向上。嘱受检者将手臂举起再向下移动，以食指接触检查者的食指。先睁眼试之，然后闭目检查。迷路有病变者，闭眼时不能正确指向预定目标，双手食指均向患侧偏斜。小脑有病变时,患侧食指向患侧偏斜,而健侧食指则能正确地接触检查者的食指。
静动态平衡台检查：静动态姿态平衡仪通过计算机软件对患者的平衡功能进行检查，它为客观评价和量化平衡问题提供了可能，因为它将平衡系统作为一个整体来评价，只要病人可以保持站立和自由活动就能检查。它能够按照重要顺序分类显示控制姿势的各种感觉信息传入（视觉、前庭、本体），也可以区分哪个系统出现问题而导致平衡障碍。它能够产生可再现的运动转换，以研究病人对干扰的姿势反应。软件进行了特别设计，可以用来进行平衡障碍患者的康复训练，客观并量化评价前庭康复患者的治疗结果。
 
 
旋转试验和冷热试验
旋转试验
最常用的方法是巴拉尼氏法。受检者坐于琼斯氏转椅中，头前倾30°，将头固定于头托上，使外半规管保持水平位置。令受检者闭眼，先顺时针方向旋动转椅，在20秒内旋转10次，满10转时立即停止。令受检者向远处凝视，计算眼震时间。10分钟后再逆时针方向旋转10次，计算眼震时间。中国有学者统计的正常值，顺时针方向旋转的眼震时间平均为23秒，逆时针方向旋转的眼震时间平均为22秒。
冷热试验
每侧耳分别用30℃冷水和44℃热水刺激40秒钟,每次相隔5～10分钟。受检者两眼凝视屋顶一点。以水平眼震为观察的记录标准。用停表计算灌水开始至眼震消失的时间。本法可为鉴别外周或中枢前庭病提供参考。以空气（23℃冷气和49℃热气）代替水作为刺激来诱发眼震，是一种较新的前庭功能检查方法。此法具有操作简便、受检者较舒适、可应用于鼓膜穿孔患者和不需收集流出的水等优点。
   
 
眼球震颤与眼震电图
眼球震颤是两眼球的一种不随意的、节律性的往返运动，由慢相和快相组成。慢相是眼球向某一个方向缓慢的转动，快相则为继慢相之后眼球迅速返回原位的运动。通常将快相定为眼震的方向。每一个半规管的壶腹嵴和两侧眼外肌之间有功能上的联系。因此，前庭迷路有病变时（如梅尼埃病）或做冷热试验时，半规管受到刺激，就产生眼球震颤。
眼震类型：分为水平型、旋转型、垂直型、斜动型及混合型（如水平旋转型）。
眼震强度：分为三级：Ⅰ级，仅向一个方向（向左或向右，通常是眼震的快相）注视时出现眼震。Ⅱ级，向一个方向和向前直视时均出现眼震。Ⅲ级，向各个方向（包括眼震的慢相方向）注视时均出现眼震。
有时眼震过于细小，肉眼不易观察。为了仔细而清楚地观察眼震，可嘱受检者戴上Frenzel眼镜，眼震就被放大而可明显观察。

眼震录像（先左向，后右向） http://amuseum.cdstm.cn/AMuseum/perceptive/page_4_balance/nystagmus.wmv
眼震电图（electronystagmography,简称ENG）检查：眼震电图是眼震的客观记录，较肉眼观察更为准确。根据记录可测出快慢相时间及眼震频率。其生理基础是利用电子仪器记录角膜和视网膜之间的电位改变。眼球后部和视网膜带负电，而眼球前部及角膜带正电，因此眼球运动就产生电位改变，此称为莫勒氏原理。在眼球周围贴上电极，眼动时引起的电位变化就会被记录出来。近几年视频眼震电图（videonystagmograph, 简称VNG）被应用，它通过远红外技术记录眼球的运动，消除了电极易受干扰的缺点，得到临床上的实际应用。
 
前庭医学的奠基人—罗伯特•巴拉尼
罗伯特•巴拉尼（Rubert Barany，1876—1936，1914年诺贝尔生理学和医学奖获得者）是奥地利著名的耳科医生，1900年获博士学位，毕业后前往法兰克福的实验室（内科）工作一年，回维也纳后学习了一年外科，一年神经外科。1903年受到了欧洲当时著名的耳科教授亚当·波利兹的指导，主要研究的课题是前庭，他提到前庭是受到神经支配的，并对眼球震颤现象进行了深入的研究。一天，巴拉尼为一位病人耳注射时，病人有强烈的眩晕感，他发现这次注射液的温度比平时低了很多，经过进一步研究，发现位于内耳半规管中的淋巴液会因温度的改变而发生一些变化。1905年5月他发表了题为《热眼球震颤的观察》的论文。经进一步研究，他发现前庭在旋转后会使人产生头晕现象，称为前庭反应。他还发现内耳前庭器与小脑有关，从此奠定了耳科生理学的基础。1909年亚当•波利兹教授病重后，他把主持的工作全部交给了巴拉尼。1910年至1912年间，巴拉尼先后发表了《半规管的生理学和病理学》以及《前庭器的机能试验》两本著作。1914年巴拉尼获得诺贝尔生理学和医学奖，这是人材济济的维也纳大学首位获诺贝尔奖的人。巴拉尼一生发表了184篇科研论文，治好许多耳科绝症，创立了研究内耳前庭器官、小脑、肌肉三者相互为用的方法。当今医学上探测前庭疾患的试验和检查小脑活动及其与平衡障碍有关的试验，都是以他的姓氏命名的。1916年以后，巴拉尼一直在乌普萨拉耳鼻喉科研究中心主持工作，直到1936年4月8日逝世。
 
 
 
美尼尔与美尼尔病（梅尼埃病）
美尼尔生平
美尼尔（Prosper Ménière，1799.6.18-1862.2.7）生活在法国大革命之后医学繁荣时代。1799年6月18日，美尼尔诞生于法国西部美丽的城市Angers。17岁进入Angers大学医学院预备学校。他品学兼优，成绩出类拔萃。20岁去巴黎一家著名医院当实习医生。嗣后，他得到法国医学名流的赐教。起先在杜伯西斯（Dubsis）指导下学习产科学，接着向邱梅尔（Chomel）学习内科学，随后杜佩特伦（Guillaume Dupuytren）又选他为急诊外科医生。1830年，巴黎爆发一场恶战，数以百计的伤员被源源不断地送入医院，美尼尔出色完成了治疗任务。1834年，美尼尔开始在巴黎大学医学院任教，先后讲授卫生学和产科学。翌年，法国南部霍乱流行，政府任命他为委员会主任前去治理，为此荣膺骑士勋章。
1838年，是美尼尔一生重要的转折点。由于著名的耳科学家伊塔德（Itard）去世，帝国聋哑研究所主任空缺，美尼尔受命到此工作。这时，他对耳病研究的兴趣与日俱增， 经常为医生讲授听器的检查和耳聋治疗方法。提醒人们重视近亲联姻所致的耳聋后患。他非常注意对各种耳病的颞骨标本进行观察，并长期从事耳科学实践活动，发现了传统上认为是卒中型脑充血的内耳疾病。尽管这种以他名字命名的疾病－美尼尔病被后世误解，但是，他的发现 最终被科学发展所证实。他把毕生精力献给了耳科学事业，直到生命最后一息。
  
美尼尔的著作
美尼尔病（梅尼埃病）的发现
十九世纪四十年代，一位年轻姑娘乘坐公共马车旅行了几个小时，途中自感听力急剧下降。她到巴黎后，美尼尔为其接诊。几天后，姑娘死亡。美尼尔为其做了尸检，在迷路内发现了“红色粘性淋巴物”。13年后，即1861年1月8日，在每周一次的巴黎医学专科学会上，美尼尔宣读了题为“一种特殊内耳病变所致严重耳聋”的论文。他谈到在13年前译著中所附的姑娘尸检病例，当时患者除旅途中突然耳聋之外，还诉有持续性眩晕、伴有呕吐。他还谈及尸检时所发现的唯一病变是半规管充满红色粘性物，耳蜗、大脑、小脑和脊髓均正常。美尼尔讲述了经他多年观察的耳病症状规律，着重强调这种内耳病变无致死后果。他指出，自己的观察与早在30年前弗洛朗斯（Flourens）在豚鼠实验的发现（即动物半规管破坏后，其头颈、躯体不能随意运动）相类似。最后，他总结了四点：⑴完全正常的听器可突然发生功能紊乱，出现各种连续或间断噪声，很快伴随程度不同的听力下降。⑵内耳功能紊乱引起的症状被误认为是小脑病变，如眩晕、摇摆感、步态不稳、旋转感和坠落感、恶心、呕吐和晕厥。⑶发病为间断性，继而听力下降加重，并可突然失聪。⑷上述症状可认定，导致功能紊乱的病变部位在半规管内。
这种疾病就是后来以他的名字命名的美尼埃（梅尼埃）病。
 
对美尼尔病的误解
美尼尔当时对美尼尔病的表述与当今美尼尔病的概念，即以发作性眩晕、波动性听力减退、耳鸣、耳胀满感为特点几乎完全相同。由于当时凡具有眩晕、耳鸣、耳聋症状全被看作卒中型脑充血病征。所以，尽管美尼尔对自己的表述坚信不移，但许多人仍大惑不解。在美尼尔演讲一周后，一位著名医师作了一篇题为“关于卒中型脑充血以及它与癫病的关系”报告。他谈及的诊断卒中型脑充血，实际上包括许多可以进一步分类的疾病。他固执己见，还引述一周前美尼尔的论文，声称美尼尔表述的疾病亦属卒中型脑充血范畴。二者的演讲立刻引起激烈争论。为了破除陈腐的传统观念，美尼尔不仅发表了这篇论文，而且在六个月之内又连续撰文四篇，反复陈述：⑴内耳疾病引起卒中型脑充血症状；⑵内耳病变以卒中型脑充血症状为特点；⑶对内耳病变的观察是以卒中型脑充血症状为特征的。这些论文都发表在同年巴黎Gazette医学杂志上。不幸的是，美尼尔病刚被提出，1862年2月7日，美尼尔本人就因染肺炎而辞世。美尼尔匆匆走了，他未为此而获殊荣，他的墓碑也未铭刻这个伟大的发现，留在他身后的只是以他名字命名疾病的许多悬而未决的问题。
 
1867年，维也纳著名的耳科医生，即后来被誉为“现代耳科学之父”的波利兹（Politzer）首肯美尼尔阐述的耳病观点。遗憾的是，他错误地解释美尼尔病发作原因是迷路出血，从而为认识美尼尔病安插了步入误区的路标。
 
美尼尔病病理组织学的证实
1938年，霍尔皮克（Hallpike）和凯尔恩斯（Cairns）从病理组织学上揭示美尼尔病是膜迷路积水和扩张，以蜗管及球囊为甚。以后又为多人所证实，且又发现内淋巴囊病理改变。美尼尔病是具有膜迷路积水特征的内耳疾病，并以膜迷路积水为其别名，这些已为大家接受。已知美尼尔病的病因与变态反应、内分泌紊乱、病毒感染以及植物神经功能紊乱有关。各种因素均可导致内耳血管痉挛，膜迷路微循环障碍，神经上皮缺氧而致感觉上皮受损。耳蜗供血不足致使血管纹血流量减少和内淋巴生成减少，继而中间代谢产物瘀积，膜迷路内渗透压增高，外淋巴与血管内液体渗入膜迷路形成膜迷路积水，刺激及损伤耳蜗，产生耳鸣、耳聋；刺激前庭终器出现眩晕、平衡失调以及恶心、呕吐、心律减慢、血压下降、面色苍白等植物神经症状。调节植物神经功能、改善耳蜗微循环、解除膜迷路水肿，成为药物治疗的主要原则。对药物疗法无效者，可针对内耳功能受损情况采取不同手术方式治疗。然而，美尼尔病的很多难题尚未解决，仅有关膜迷路积水发病机理就有很多说法，如膜迷路水肿究竟如何形成？为何膜迷路水肿个体间差别极大？如何预防本病特别是听力受损？等等。
从美尼尔1848年记录尸检到他那生命烛光熄灭之前发出关于美尼尔病的呐喊、从美尼尔逝世到现今人们科学地证实了美尼尔病并积极加以治疗，都是对美尼尔病这个相对真理的进一步认识。人类对美尼尔病的认识尚未完结。已经兴起的免疫组织化学、诊断成像、听力学和前庭试验等新技术和新手段，为更深入探索美尼尔病开辟了坦途。人类最终认识和征服美尼尔病之日，已为期不远。