脑神经科学家眼中“不一样的脊柱侧弯”

青少年特发性脊柱侧凸（ＡＩＳ）是常见复杂的脊柱三维畸形，脊柱侧凸研究学会制定诊断标准为患者全脊柱正位Ｘ光片冠状面Ｃｏｂｂ角≥１０°，可伴有椎体旋转。ＡＩＳ全球发病率为０. ４７％ ～ ５. ２％ ，中国大陆整体发病率为０. ６％ ～ ２. ０％ ，约占脊柱侧凸患者总量的８５％。

01

脊柱侧弯的成因

研究表明，造成特发性脊柱侧弯的可能因素包括遗传因素、生物力学因素、系统和代谢紊乱、骨密度降低以及脑神经失调等。

青少年特发性脊柱侧弯病因的不同理论

02

脑神经科学是这样解释脊柱侧弯的！

到目前为止，国际上都没法对脊柱侧弯的成因进行精确的解释。造成脊柱侧弯的病因相对于一般的由于生物力学因素造成的体态问题复杂得多。而对于脊柱侧弯的各种临床治疗，市面上大多治疗体系基本都是围绕着力学因素进行的软组织牵伸、肌力训练以及体态姿势纠正等，这种临床滞后于理论认知的现象已经存在了很长时间，而澳大利亚脑神经科学专家carlo博士将国际前沿的脑神经科学-脊柱侧弯的理论引入中国，为奋斗在一线的脊柱侧弯临床诊疗工作临床康复人员提供了一个努力的方向！

今天，带大家了解一下神经科学家眼中“不一样的脊柱侧弯”，希望给广大的康复从业者带来新的思考。

“你认识的世界是由你对于世界的认知程度决定的”，这句对世界观的认知哲理在神经科学中有着很好的印证：“大脑通过整合来自不同感觉系统的信息来构建世界的内部表征。”这是出自《神经科学原理》的一段话，它强调了人体功能的实现是基于我们对于人体内外世界的认知能力，而不同感觉表征正是运动系统计划、协调以及执行有目的运动程序的基本框架。

确保“动机应有的感受”、“感官上期待的感受”、“实际反馈出来的感受”在脑中信息整合的一致性，是实现功能正常输出的基础。因此脊柱侧弯也不例外，正常脊柱形态的维持同样要求我们的“脑”对于内外环境有着精准的空间定位。简单地说，如果脑部接受到的多种感觉输入不一致，将会直接导致脑对于机体相对空间定位的误差，从而出现脑功能失调脊柱代偿形成的侧弯形态。

如果我们想要脊柱侧弯的治疗更有针对性，我们或许可以依据姿势控制原理去评估患者“感觉－运动”整合过程中出现问题的环节，那么只停留于“以形练形”的康复思路似乎就不够严谨了。

姿势控制的多种信息输入：

来自视觉、前庭、听觉、躯体感觉(本体感受)和内脏感受器的多感觉信号作用于中枢神经系统的不同部位。这些信号可以分别为大脑皮层和边缘系统提供认知和情感参考，人根据环境诱发自主运动或情感行为。在每种情况下，都需要由脑干和脊髓进行自主姿势控制，如对姿势肌肉张力和基本姿势反射的调节；尤其是在不熟悉的环境中，认知姿势控制尤为重要。

03

前庭系统与脊柱侧弯

在人体的姿势控制系统中，除了本体感觉系统对脊柱的控制至关重要外，前庭系统、视觉、中枢神经系统调控等因素都与脊柱侧弯的形成有着密切联系。而脊柱侧弯姿势调控中最容易被忽视的系统，即前庭系统与脊柱功能之间的联系。

前庭系统的功能除了会影响人体活动时眼球的稳定，还与脊柱躯干的稳定以及同侧肢体伸肌的控制有着密切联系。

脊柱的姿势控制系统中，除了本体感觉系统控制的肌骨生物力学因素外，前庭系统被认为是引发脊柱畸形更为基础的重要角色，却常在临床诊治中被忽视。像肢体运动依靠本体感觉定位一样，头部运动的方向、速度以及人体相对于地心引力的空间定位和平衡都离不开前庭觉的感知。人体两侧内耳中的前庭感受器分别由感受头部旋转角速度变化的三个半规管和监测头部线性加速度变化的椭圆囊和球囊这两个耳石器官构成 。当头部旋转或线性加速时，这些内耳的感受器会将信息通过前庭-网状-脊髓通路下行到达各节段脊髓神经前角运动细胞，参与躯干肌肉的激活及连续性的姿势调整。因此学者们假设前庭系统会因受到各种原因导致前庭脊髓束控制的下行驱动力失衡，使脊柱在生命早期出现机械拉力不均，促成AIS发生。

前庭系统会通过内侧纵束或网状脊髓束投射到脊髓，到达颈、胸、腰各段脊髓神经前角运动细胞，参与躯干肌肉的激活及连续性的姿势调整，不对称时可能引起脊柱两旁肌肉的不平衡，从而导致脊柱侧弯的发展。

根据Catanzariti等的研究结果，若前庭系统的失衡一直未被纠正，可以想象到在一生中，视觉、本体感觉及小脑等神经系统由于过度代偿前庭觉过早功能退化，机体用于维持脊柱形态与功能的能力可能大幅下降，此时前庭系统失衡对于脊柱畸形的影响更甚。

在发育关键时期，任何下行通路的持续性不对称，例如前庭通路，都可能改变生长骨架，导致脊骨变形（Cobb大于40°），即严重的脊柱侧弯。由此可见，前庭系统的信息输入是否及时正确，与本体系统一样影响着脊柱的形变，应该同样被临床所重视！

通过前庭眼反射、前庭颈丘反射以及前庭脊髓束稳定头颈部与脊柱，临床上治疗师在评估患者前庭功能时会有选择地采用甩头测试（HIT）、动态视敏度测试（DVAT）、视觉主管垂直测试（SVV）等前庭-眼球功能测试，以及感觉相互作用平衡试验（CTSIB）、Fukuda行走实验、Romberg’s 测试等前庭-躯干功能测试，来综合判断患者的前庭功能输出是否存在异常。

在明确了患者前庭系统各个维度上的功能表现后，下一步要进行的是借助“鉴别性治疗”进一步明确躯干在静/动态平衡以及姿势维持中功能的不良表现与前庭系统失衡之间的联系，临床上即通过特定方向上（一般朝向前庭功能表现较差侧运动）缓慢、随机的前庭-眼球运动，调动小脑对于前庭信息的专项整合能力，从而实现调节与协调前庭系统在视觉凝视、脊柱躯干稳定等方面的功能水平，使得由于前庭因素造成的脊柱姿势不良“暂时”得以调整。

前庭因素对于脊柱侧弯的形成有着重要的作用，但前庭功能通常不会单独成为AIS 形成的原因，因为不可避免本体感觉、视觉以及中枢神经系统的参与，从而将多种感觉输入信息的差异降到最低 ，重新匹配感觉系统权重以确保当下环境中脊柱所需提供的功能，这种改变即使在手术矫正畸形后依旧存在。

垂直性的内部模型

许多研究已经证明，AIS患者的感觉冲突使得立位姿势控制存在困难。而中枢神经系统根据环境和当前的活动，通过整合来自前庭（耳石）、视觉和躯体感觉系统以及来自“自上而下”认知机制的多感官输入，来控制身体相对于地球垂直方向的位置 。因此，脊柱侧弯的形成，应当看作是多感觉中枢整合后输出姿势控制的结果。

中枢神经系统根据环境和当前的活动，利用所有可用的感官信息来控制身体相对于地球垂直方向的位置。

这些感官信息被用来发展三个参照物:

1.以自我为中心的参照(由本体感觉提供为主)，它将“正下方”连接到脚底。

2.非自我中心的视觉参考，它将身体定位在空间中，并在环境中定位物体。

3.地心参照(由前庭系统为主)，它提供了一个绝对的参照，对应于地球垂直方向，与物体或物体在空间中的位置无关。

这三个参照物通常是一致的，并允许中枢神经系统根据地球垂直方向组织直立姿势允许导体在空间门中定向、肢体协调、运动以及身体纵向轴在垂直方向上的对齐。

青少年特发性脊柱侧弯的发生应该被看作是包括生物力学、脑神经功能、代谢营养平衡、基因遗传表达等多种因素共同作用的结果。这对于AIS患者的临床诊疗思路有着很高的要求，除了考虑肌骨生物力学对于脊柱的影响，还需要依次考虑更多可能性。

因为无论是感觉（前庭-视觉-本体系统）输入与脊柱侧弯的联系、中枢神经姿势-运动调控与脊柱侧弯的联系、下行脊髓束支配的效应器（如骨关节与软组织特性）与脊柱侧弯的联系，又或是与神经元功能表达密切相关的荷尔蒙、微量元素以及遗传等因素与脊柱侧弯的联系，都作为影响者和被影响者贯穿在脊柱侧弯姿势控制的神经学认知框架中。而这些可能因素也并不是各自独立存在的，这里推荐大家以神经科学的视角去认识问题。