小脑的机能

——专家就在您身边! 松果咨询-心理咨询指导中心http://www.songkur.com 小脑的机能 小脑所接收的输入信息来自脊髓、头面部感觉神经核团以及大脑皮层，这些信息最终被传 送到小脑皮层。小脑皮层位于小脑的外面，此处神经元的排列分布非常具有几何学规则。 其中有一种神经元名为浦肯野细胞(Purkinjie cell)，它的形状是扁平的，树突具有很多分支， 形似一种名为扁柏的植物枝叶。众多浦肯野细胞有顺序地排列成一个个平面。与浦肯野细胞 树突形成突触联系的一种神经纤维名为平行纤维(parallel fibers)，它们的排列分布方式是彼 此平行而与浦肯野细胞所在平面垂直。数目不等的平行纤维的神经冲动可以接连使一个又一 个浦肯野细胞兴奋，后者向小脑内部的神经核团以及脑干中的前庭神经核发出抑制性的神经 信号，而这两个神经部位又向中脑和丘脑发出神经信息。平行纤维的兴奋程度(哪些平行纤 维以及多少平行纤维兴奋)决定了它们所能激活的浦肯野细胞数量，被激活的浦肯野细胞数 量越多，则它们所产生的累积的反应时程就越长，也就是说，如果平行纤维只激活少数浦肯 野细胞，则它们仅向小脑神经核团的神经元发出简短的神经信息。如果被激活的浦肯野细胞 数量增多，则它们的信息输出就会持久一些。浦肯野细胞的输出信息控制着定时运动，包括 运动的启动和终止。 小脑受损所导致的最为明显的后果是人们难以完成快速的连续序列运动，这些运动需要 精确定时和确定目标。小脑受损患者所表现出的障碍包括难以有节奏地打节拍以及追踪指向 运动着的物体、讲话和书写困难、不能打字和演奏乐器、丧失体育运动能力，甚至难以完成 鼓掌的动作。然而他们却能提起重物，因为这种动作不需要精确定时和确定目标。 动物界中大多数鸟类的小脑都比较大，这种动物的运动需要精确定时和确定目标，尤其是 在飞行降落时。相反，在行动缓慢的动物身上(例如，树獭)，即使小脑受损也不会使人发现 其有明显的行为变化。由此可见，小脑机能的强弱也是物种进化的结果。 临床上检查小脑机能是否正常的简易方法之一是“手指指鼻测验”(finger-to-nose test)，它 要求被试闭上双眼，抬起一手臂并向前伸直，然后尽快用一手指触碰自己的鼻子。正常人完 成这样的动作需要三个步骤，首先，他(她)的手指做出弹道式的运动而移动到鼻子前方近处 的某一点空间位置，这样的动作依靠小脑皮层的运动机能。小脑皮层向位于小脑内部的神经 核团发出运动神经信息。接着，被试的手指在那个空间位点保持片刻(大约几百毫秒)不动， 这一动作依靠小脑神经核团发挥其机能。最后，被试手指以较慢的速度移动到鼻子上，该动 作并不依赖于小脑的运动机能。如果小脑皮层受损，则患者起先较快速的手指运动发生障碍， 表现为过早地停在距离鼻子较远的地方，或是移动超过恰当位置而直接戳到脸上。如果小脑 神经核团受损，则患者可能难以使手指停在空间固定位置，他(她)的手指移动到鼻子前方时 ——专家就在您身边! 松果咨询-心理咨询指导中心http://www.songkur.com 会摆动不定。 另一种快速检测小脑机能的方法是要求被试注视某一点，然后将双眼快速移向另一点，这 种弹道式的眼睛快速扫视运动需要小脑以及额叶皮层向特定脑神经发出运动信号。健康人的 眼睛从一个注视点转向另一注视点的过程只需一个运动，如果眼睛移动幅度较大则会在其运 动结束前稍作纠正。然而，小脑受损的人就不能准确设定眼睛运动的恰当角度和幅度。他(她) 的眼睛只能做许多短促运动，直至通过反复的尝试与错误(trial and error)，最终聚焦于所要 注视的空间位点。 小脑机能失常的症状类似于一个人醉酒时的行为表现，例如行动笨拙、言语含糊以及眼动 失准等。因此，警察们经常采用上述手指指鼻测验或类似测验来检查一个人的醉酒程度，因 为小脑是最先受酒精影响的大脑部位之一。 小脑并不仅是运动机能神经结构。fMRI实验研究发现，当被试手提某物时，小脑的神经 活动并不很强，但是当他们两手拿起两样物件并比较两者是否相同时，小脑的神经活动就显 得比较活跃，这说明小脑对那些可能引导运动的感觉刺激而不是运动本身产生反应。小脑的 神经机能并不简单，它究竟有哪些重要机能?艾托(Masao Ito，1984)提出，小脑的关键作用 在于建立新的运动程序，以使人能够实施整体性的动作系列。许多研究发现，小脑受损导致 运动机能学习障碍，表现为学习缓慢或运动扰乱。一项研究对健康人学习特定叩指方式时的 小脑神经活动进行 fMRI观察，研究者要求被试边叩指边进行另一项引起其分心的有难度的 任务，由此他们的叩指动作难有改善，此时他们的小脑也没有提高其神经活动水平。然而， 当分心任务被撤除后，被试的叩指动作表现立即有所改善，显示他们先前在引起其分心的双 任务操作过程中已经学习了该动作技能，此时小脑的神经活动也随着增强。根据这样的实验 结果，研究者认为小脑机能活动对于动作技能表现的改善是必要的，而对于动作学习(至少 不是所有的动作学习)则不一定十分重要。