文摘
目的:开发一个假设的方案考虑到临床疾病的垂直的目光从实验研究基于最近的见解。
方法:作者批判了报告的解剖学、生理学、和中脑核药物失活的影响。
结果:垂直对准目标产生破裂神经元躺在间质核吻侧内侧纵束(riMLF)。每个神经元破裂项目运动的方式,这样眼睛是紧密协调(共生)垂直对准目标。从riMLF眼跳神经支配是单边压板的肌肉,但双边电梯肌肉,与轴突穿越内动眼神经的细胞核。因此,riMLF病变导致共轭眼跳麻痹通常完成或选择性下降。每个riMLF包含神经元对上下跳阅,但只能侧扭转对准目标。因此,单边riMLF病变可以在床边发现如果扭转快速阶段缺席期间ipsidirectional头旋转辊。卡哈尔间质核(公司)是重要的眼睛在古怪的目光垂直扫视和协调眼头运动。两国公司病变的范围限制垂直的目光。后连合(PC)是公司项目眼部运动的路线。PC的失活导致垂直gaze-evoked眼球震颤,但破坏性病变引起的垂直的目光更深刻的缺陷,可能由于参与核的电脑。 Vestibular signals originating from each of the vertical labyrinthine canals ascend to the midbrain through several distinct pathways; normal vestibular function is best tested by rotating the patient’s head in the planes of these canals.
结论:当前的预测计划,占垂直凝视麻痹可以在床边测试每个功能类的系统检测的眼球运动。
医生试图占垂直凝视麻痹自Parinaud1和史2经典的描述。然而,缺乏手段来确定神经元具有相似属性和预测(例如,saccade-generating神经元投射到眼部运动神经元)和传统的倾向病变包括神经元和轴突的解释困难。此外,一些临床病例报告结合离散,病理证实病变仔细描述缺陷的眼球运动。
现代实验技术澄清的解剖连接垂直的目光,与类似的电生理学的属性定义神经元数量,划定行为变化引起的失活的人群。3在本文中,我们将总结这些新的解剖和行为研究和使用它们来开发一个假想方案垂直的目光。我们将应用此方案以解释和评论临床疾病的垂直的目光。最后,我们将讨论可能有用的考试测试这个假设方案在床边。
发展一个假设的方案垂直的目光。
眼部运动。眼球运动的和滑车神经核包含的眼部运动控制垂直眼球运动(图1)。这些眼部运动提供优越的伪劣腹直肌的肌肉和上级和下斜肌。回想一下,从运动神经元轴突上直肌和上斜肌交叉,而劣质的腹直肌和下斜交叉。虽然本文将主要关注疾病的垂直的目光,这很容易明显在床边,相关疾病的扭转注视是一种常见的伴奏,有时为诊断提供线索。事实上,把行动眼外肌肉发展移动眼睛的错综复杂的半规管的飞机,不严格垂直或水平。出于这个原因,它通常是有用的测试前庭反应病人的头部旋转的垂直半规管的飞机,4或卷(ear-to-shoulder)。
图1所示。解剖的合成方案,向上,向下,扭转眼球运动。从垂直半规管,初级传入纤维在前庭神经突触(vn)前庭核(vn),和提升在内侧纵束(MLF)和conjunctivum臂(BC)联系滑车神经核神经元(CN IV),眼球运动的原子核(CN III),和卡哈尔间质核(公司)。(为了清晰起见,只有兴奋前庭预测显示)。吻侧间隙核内侧纵束(riMLF),它位于prerubral领域,包含眼跳破裂神经元。它接收的抑制性输入omnipause中缝核的神经元interpositus (rip),躺在脑桥(为了清晰起见,这个投影只是显示向上运动)。神经元兴奋性破裂riMLF项目豚鼠CN三世和CN IV,并发送一个轴突抵押品INC .)每个riMLF神经元发出轴突络脉yoke-pair肌肉(郝林定律)。预测电梯subnuclei,支配上直肌和下斜肌,可能是由于轴突双边络脉穿越的CN III细胞核。预测的抑制性神经元不太好理解,并没有显示。公司提供了一个gaze-holding信号,和项目通过后连合垂直运动。 Signals contributing to vertical smooth pursuit and eye–head tracking reach CN III from the y-group via the brachium conjunctivum and a crossing ventral tegmental tract. The axons of ocular motoneurons are not shown, but note that those supplying the superior rectus (sr) and superior oblique (so) muscles are crossed whereas axons supplying the inferior rectus (ir) and inferior oblique (io) are uncrossed (adapted from reference3许可)。
riMLF:神经衬底垂直对准目标。
眼跳眼球运动的运动信号是由破裂只在跳阅、神经元放电,哪些项目monosynaptically眼部运动。虽然已经知道了一段时间,中脑网状结构的房子很重要的神经元产生垂直对准目标,定义这些破裂的位置细胞间质核吻侧内侧纵束(riMLF)等待应用程序单元记录技术和现代解剖学(图2)。5riMLF是翼状躺dorsomedial红核,核吻侧的束retroflexus和眼球运动的核和腹侧中脑导水管周围灰质。6在过去,这种结构被称为prerubral的核心领域,或盒的核心领域。在经典Nissl-stained部分人类的中脑,分化的riMLF邻近的卡哈尔间质核(INC)是困难的,但是通过使用小清蛋白免疫染色7它可以区分riMLF神经元中型细长的细胞。在邻近的公司也parvalbumin-positive细胞,但圆圆的很密集。riMLF是从后的血液供应thalamosubthalamic靠近中央的动脉,它产生的基底动脉分叉之间的沟通后动脉的起源和位于riMLF的背内侧边界。有时候可以穿透第三脑室的地板,用一个容器riMLF供应。8
图2。矢状切面的猴子脑干的位置有喙的间质核内侧纵束(riMLF),卡哈尔间质核的(公司),后连合(PC),和其他结构重要的垂直控制的目光。阴影区域显示中脑网状结构(MRF),靠近中央的桥的网状结构(PPRF)和骨髓网状结构(RF)。星号显示细胞组的位置靠近中央的大片,小脑哪个项目。3 =动眼神经的核;4 =滑车神经核;VI =外展神经核;CG =中央灰色;MB =乳头体;太= mammillothalamic束; N III = rootlets of the oculomotor nerve; N IV = trochlear nerve; N VI = rootlets of the abducens nerve; ND = nucleus of Darkschewitsch; NRTP = nucleus reticularis tegmenti pontis; NPH = nucleus prepositus hypoglossi; TR = tractus retroflexus. The arrow refers to the Horsley-Clarke plane of section. (Courtesy of Dr. Jean Büttner-Ennever.)
每个riMLF包含两个兴奋性和抑制性神经元放电在垂直跳阅、眼球震颤和扭转快速阶段。9- - - - - -12神经元riMLF突然向上或向下的眼球运动,但只在一个方向扭转快速阶段。因此,例如,快速的riMLF放电阶段,直接顺时针的主题,每只眼睛的上杆旋转对病人的右肩。9- - - - - -12也不确定的不同部分riMLF包含运动神经元,突然在一个特定的方向,或者是否在神经元类型。6,13,14从omnipause riMLF接收输入神经元的桥的中缝核interpositus,门都破灭神经元的活动。15其他输入上丘,后连合核(PC)、小脑顶核,侧riMLF,皮质额眼字段。3,5,16
通过记录从单个神经元的轴突riMLF然后注射示踪剂,它可以定义预测向上和向下的眼部运动神经元。9,10基于此调查riMLF细胞,可以画一些本组织的一般原则(见图1)。每个riMLF项目同时运动,每只眼睛在同一方向移动。例如,一个类型的破裂神经元轴突发送到运动神经元支配下一只眼直肌和上斜肌。这些可能被视为一对yoke-muscle。17因为相同的神经元和同一发射器(可能是兴奋破裂神经元谷氨酸/天冬氨酸)负责运动神经元激活两组,7,17这也许可以解释为什么垂直跳阅共轭比水平对准目标,这取决于内侧纵束协调内侧和外侧直肌活动。18第二个重要的发现是,破裂的预测神经元在riMLF豚鼠正常电梯肌肉(上直肌和下斜)似乎双边、与轴突络脉可能穿越内动眼神经的核设施,并通过电脑,显然不是正如前面已经推导出从临床病理的研究。9,17预测运动提供减压肌肉(下直肌和上斜),然而,似乎身体的同侧的。10,17这个连接诱发的局部病变riMLF导致下行眼跳麻痹为主。riMLF也项目公司,这是重要的垂直gaze-holding和细胞组靠近中央的呼吸道,小脑继电器所有眼部运动信号。19
riMLF的病变的影响已经被灭活,澄清或选择性地损伤神经元(但不是轴突)在这个核注射GABA受体激动剂muscimol和红藻氨酸。12,20.与单边注入,向下跳阅产生的轻微缺陷;这一发现是一致的两侧对称riMLF预测电梯,但不是压板,豚鼠。更重要的是,有损失的具体ipsitorsional快速阶段;例如,注射的riMLF废除快速阶段和每只眼睛的上杆旋转病人的右肩。21双边riMLF病变废除所有纵向和扭转跳阅和快速的阶段。其他类型的眼球运动。
虽然riMLF垂直对准目标的关键结构,一些垂直破裂神经元之外的边界。同时,中央中脑网状结构(MRF),已连接上丘,原子核的PC,靠近中央的桥的网状结构,顶核和皮质眼睛字段,似乎发挥重要作用的垂直对准目标。22,23中央MRF实验失活原因hypermetria侧和向上跳阅。22固定眼跳入侵而中断,直接从失活。失活的喙的MRF导致伸展不足和放缓的垂直对准目标。23这些研究表明几个不同的机制的MRF,上丘管理代跳阅;这些假设是由第一批判性审查等。22,23
公司:神经积分器垂直的目光。
保持眼睛远离轨道的中心位置需要眼外肌肉持续收缩。没有这样的持续收缩,轨道的弹性力量组织会把眼睛回到中心位置。眼部运动神经元编码眼睛位置的命令必须产生一个持续的眼外肌肉的收缩。然而,眼跳破裂神经元的神经信号,前庭传入,神经元调节视觉驱动运动如光滑的追求都是编码的速度运动。24因此,有必要整合运动信号。地区的水平运动,前庭内侧核和核prepositus舌,连同他们的小脑预测,扮演一个关键的角色。24,25对于垂直的眼部运动,是公司的主要因素。26,27
公司位于相邻,尾riMLF(见图2),接近Edinger-Westphal核吻侧,和分开动眼神经的MLF的细胞核。3在人类大脑的部分应用使用小清蛋白、神经元的公司是圆和密集。7公司包含至少两个不同的种群的神经元28:一套有助于神经积分器为垂直的目光,而其他可能关心的眼头协调。公司接收输入的眼跳破裂神经元riMLF,前庭神经核,29日y-group,30.这帽子小脑下脚,导致垂直的光滑的追求。从公司的主要投影眼眼球运动的和滑车神经核运动神经元,以及侧,是通过电脑。31日项目也有喙的磁流变液,双边riMLF,31日和尾的目标,包括gigantocellular网状结构,这是重要的头部动作在眼头的目光转移,以及前角的前四个颈段脊髓。31日
公司的人口眼部运动神经元项目不定地编码垂直的眼部位置,眼跳破裂,和眼睛的速度在垂直的光滑的追求。32刺激一个公司扭转引起的人类患者眼球震颤与侧跳动快速阶段和一个侧眼倾斜反应(见下文)。33
公司的影响力在垂直的目光澄清了muscimol使用显微镜下注射药物失活。34单边和双边失活的影响不同。单方面的失活产生侧眼倾斜反应(OTR),它包含一个侧头倾斜与斜偏差(侧上斜眼),侧眼的内旋、外旋侧眼。35此外,torsional-vertical眼球震颤产生;扭转分量更大的眼睛的失活,与导演ipsilesionally快速阶段。21,36悲观的组件可能有不同的向量在每只眼睛。这些向量部分反映了飞机的垂直迷宫般的运河,但轨道纤维肌性的滑轮等因素可能会影响拉眼外肌肉的行动。37,38单边公司注射也会导致眼睛的心飘跳阅与垂直分量后,一致认为,垂直整合的公司是很重要的眼跳的信号。不安是否单方面病变可以引起跷跷板形式的眼球震颤。36,39两国公司病变限制所有类的垂直距离的共轭眼球运动,虽然跳阅不变得缓慢。34此外,乐观可能发生眼球震颤。34因此,公司发挥重要和复杂影响垂直眼球运动。这些实验结果可以区分从riMLF病变(aapl . o:行情)。公司病变限制垂直对准目标的范围,但速度不会变慢是riMLF病变。34,40此外,与单侧中脑病变导致扭转眼球震颤,ipsilesional快速阶段可能发生如果相邻riMLF完好无损;如果riMLF也牵涉其中,但没有快速阶段或contralesional快速阶段可能观察到。21,34
后连合:垂直的目光的关键途径。
个人电脑,这标志着从中脑间脑,包含重要的轴突的控制垂直的目光。吻侧躺上丘(见图2)在渡槽的结和第三脑室,它由一系列的交叉纤维混杂着分散的细胞构成的核心电脑(NPC)。9,41纤维的背部分电脑一般提升更多的背和吻侧结构,而纤维在腹侧部分主要互连全国人大和供应公司。41电脑包含公司预测的轴突侧动眼神经的复杂和公司,并从全国人大也有轴突投射到对侧的公司和riMLF,9,42m属,这对与垂直注视协调眼睑运动很重要。43
由于药物失活行为缺陷引起的电脑类似公司的失活,通过电脑哪些项目。因此,注射利多卡因导致垂直gaze-holding减损,导致垂直gaze-evoked眼球震颤和影响时间(阶段)属性的垂直vestibulo-ocular反射(伏尔)。44破坏性病变的电脑,然而,引起更广泛的财政赤字限制所有类型的垂直眼球运动,尤其是向上运动,虽然刑事和解和贝尔的现象可能是部分幸免。45赤字的差异之间的失活的轴突和破坏性病变可能反映了全国人大的参与,9这可能使重要贡献垂直的目光;然而,这些贡献尚未明确。
内侧纵束:提升路径垂直追求和前庭眼动。
MLF是垂直的目光的重要途径的信号达到垂直眼运动神经元和INC .的细胞起源这些轴突位于前庭神经核,和编码信号的甚高频与光滑的追求。46因此,轴突在MLF携带,从髓质到中脑,神经信号重要的垂直前庭和光滑的追求眼球运动,在较小程度上,垂直gaze-holding命令。29日,46MLF这些预测的一个重要途径,但是conjunctivum臂(优越的小脑脚)和其他途径也贡献。47,48因此,gaze-velocity信号提升臂的中脑conjunctivum y-group背的部分,49一个小的细胞集合帽小脑下脚和接收传入的小叶浦肯野细胞。从y-group gaze-velocity信号可能抵消了一头速度信号在MLF眼头跟踪相结合,这样的目光停留在目标。
这些解剖和生理数据表明病变的MLF-internuclear ophthalmopelgia(间接宾语)会导致异常的垂直的目光除了一般公认的水平运动中断(轻度瘫痪侧眼内收和分离眼球震颤)。50,51我们认识到,单边伊诺导致倾斜偏差,通常一个侧上斜眼,这是一个组件的一个工程由于中断otolith-ocular公司预测,眼球运动的和滑车神经核。35只有最近表现出的是一种不对称的canal-mediated VOR也出现在单边进气阀打开,这反映了不同的中心投影后半规管(主要是MLF)和前运河(conjuntivum臂和其他途径除了MLF)。29日,48与双边伊诺,向上和向下的刑事和解是性欲减退(增益)52;垂直的光滑的追求是中度受损,VOR不适当取消在眼头跟踪相结合,从而损害性能。垂直gaze-holding部分影响双边伊诺,乐观眼球震颤upgaze相对普遍。52虽然公司中起着重要作用的垂直神经积分器,病变影响MLF或相邻的细胞群靠近中央的土地似乎也为垂直的目光。19,53垂直对准目标和快速阶段通常是完好无损。
应用解剖计划的解释疾病的垂直的目光。
这里我们考虑如何假设方案,我们开发了垂直的目光,这是总结了图1,占垂直失调的目光观察临床。这些疾病,常见的临床的原因,总结了表。
垂直的眼跳麻痹。
垂直对准目标的选择性缺陷可能是病因,注意除非考官专门测试通过询问病人转移目光在两个静止的目标定位在另一片之上(例如,铅笔尖和考官的鼻子)。垂直对准目标可能缺席或放缓。有限范围的垂直对准目标,但与正常速度,更常见的组件更全球垂直凝视麻痹。
垂直眼跳麻痹通常涉及向下跳阅或向上和向下跳阅。通常,后者赤字可以最容易通过双边梗塞riMLF解释说,由于一个闭塞后thalamosubthalamic靠近中央的动脉(如“底”的综合症的一部分)。6几种解释选择性麻痹的向下跳阅了,的基础上向上和向下的分布——破裂riMLF内的神经元,或采取的途径各自的轴突他们退出这个核。6,13,14然而,另一种解释,支持riMLF实验性损伤的影响,20.是运动神经元提供电梯的肌肉获得双边神经支配,而供应压板肌肉得到只有一个侧神经支配。9,10因此,预测压板运动将会不成比例地受到部分riMLF病变的影响。在未来的研究中,检测扭转快速阶段ear-to-shoulder头辊可能揭示的程度每个riMLF参与任何病人因此受到影响。54
损伤的垂直光滑的追求。
障碍追求平稳的水平和垂直平面是一种常见的、非特异性发现在正常的老年人,55在接受各种药物的病人中,作为一个功能的一系列障碍影响大脑,小脑和脑干。3垂直的光滑的诊断价值追求相对保存时经常出现而眼跳或其他眼部运动。因此,临床病变影响riMLF可能相对空闲垂直追求,暗示MLF和其他提升途径完好无损。在某些代谢紊乱,如患有尼曼C (S)疾病,发现正常的垂直追求与缓慢的垂直对准目标提出了作为证据的假设参与垂直破裂神经元的障碍。56然而,在双边伊诺垂直跳阅幸免,但垂直追求可能不正常。52光滑,结合两国伊诺眼头跟踪也受损。未来的研究比较的相对影响MLF或椎体病变conjuntivum臂将有助于确定隐含的实验数据独立的贡献从前庭核平滑眼和眼头跟踪和y-group。
垂直的障碍。
选择性的缺陷otolithic伊诺和canal-mediated伏尔发生的特性。前者是更广泛的认可当它会导致侧OTR斜偏差通常组成的一个侧上斜眼。35最近,一种不对称的canal-mediated伏尔也报告了单边伊诺。48来演示这个赤字,需要病人的头部旋转,使用高加速度的飞机头插入垂直半规管。4因此,在对MLF病变患者,当他的头旋转平面上的左后半规管,前庭的反应大大受损(增益为0.3)。相反,当同一病人的头部旋转平面上的左前半规管,反应是大约两倍大(增益为0.6),不过仍不正常(增益范围0.7到1.0)。4,48解释这种差异是预测从左后半规管右侧运动提供劣质的腹直肌和上斜取决于正确的MLF。反之,预测从左前运河右侧运动提供上直肌和下斜只是部分取决于MLF,一些轴突升在其他途径,如conjuntivum臂。29日双边伊诺原因比例更大的垂直伏尔的干扰,明显的头部旋转时。52病变涉及公司通常影响阶段(时间头和眼睛之间的关系)的垂直刑事和解,但不废除的响应,因为前庭神经核的直接预测和眼球运动的滑车神经核。34像平滑的追求,保存的垂直垂直凝视麻痹患者前庭反应通常是一个有用的信号在本地化吻侧中脑病变。
损伤涉及所有共轭眼球运动的垂直的目光。
一些患者疾病的垂直的目光不能由任何means-saccadic眼睛向上或向下移动,追求,或前庭。(虽然海拔的眼睛在有力的眼睑闭包可能被保留下来,这钟现象的机制还有待阐明。)这种变异的Parinaud综合症患者通常有参与公司或电脑,或两者兼而有之。14,57,58因此,临床研究的基础上,公司必须被视为一个关键结构垂直的目光。最近的实验研究证实了这种观点,表明公司的双边病变不仅损害gaze-holding能力(神经积分器函数),但也大大限制垂直眼球运动的范围。34
以前需要强调双边病变如何产生垂直凝视麻痹似乎不再是一个核心问题,因为交叉和合缝处的预测,促进垂直的目光。31日因此,例如,每个公司项目眼部运动,相反公司通过电脑。因此,一个公司可能的损伤,实际上,双边病变,所以会影响双方的输入运动神经元。57似乎在未来的研究应该引起更多的关注是为什么公司病变限制垂直眼球运动的范围,34为什么病变的电脑在所有垂直眼球运动有如此深远的影响,尤其是向上。45比较电脑的核心是知之甚少,但这种结构可能产生深远的影响在垂直的目光,和可能在盖动作。此外,中央MRF,由于相互连接上丘,对垂直的目光可能产生实质性的影响,尤其是跳阅。22,23病变局限于本地区的临床研究是必要的。
析取垂直gaze-vertical一个半综合症的疾病和双电梯麻痹。
大多数垂直凝视麻痹患者显示共轭缺陷,除非病变还包括眼球运动的核或成簇。两个罕见的例外是垂直半综合症和单眼电梯麻痹性痴呆。描述了两种变体的垂直半综合症。第一个由双边upgaze麻痹和同侧或对侧的单眼麻痹性痴呆的目光向下的病变;据报道与thalamo-mesencephalic病变区域。59,60第二个向下垂直半综合症的变异由损伤眼球运动与高程的单眼瘫痪;这是描述与双边mesodiencephalic梗塞。61年,62年定位在这些情况下基于神经影像学和没有neuropathologic数据可用为止。析取眼跳麻痹影响向下运动可以想象如果从向下突络脉破裂riMLF劣质腹直肌运动神经元或神经元上斜运动神经元支配的第一眼是选择性地参与其中。然而,由于向上爆发神经元向动眼神经的双边投影在核上直肌和下斜豚鼠,prenuclear病变导致析取向上眼跳麻痹似乎不太可能。但是,垂直半综合症的变异通常影响不仅仅眼跳眼球运动,在这种情况下,各种病变可能。
双联提升综合症或单眼海拔麻痹症的特征是无法提升一眼,同样受影响的眼睛是否在绑架或引用。这种情况被认为是由于核上的病变。59,63年,64年这种综合症的一种变体,称为交叉垂直凝视麻痹性痴呆,特点是单眼海拔轻度瘫痪侧轻度瘫痪的一只眼睛向下凝视。65年因为电梯上直肌是强于下斜,很难确定下斜的弱点。如果这两种肌肉薄弱,那么一个核损伤是不可能的,因为提供的劣质斜侧动眼神经的核上直肌是由侧核。此外,由于眼睛的主要电梯,上直肌,接收双边眼跳神经支配的眼球运动的核,9似乎不太可能prenuclear病变可能导致这种综合症。另一种解释为单眼电梯麻痹,在一些报告的病例中,似乎站不住脚66年,67年是它引起的病变有选择地包括眼球运动的神经束提供下斜肌和上直肌的肌肉中,谎言相邻的第三神经脑干退出。68年然而,这样的一个解释不能占一个病人谁没有偏差的视觉轴线与眼睛在中央位置。69年
测试方面的假设方案在床边。
我们已经开发出的方案必须被视为hypothetical-its预测控制的垂直目光需要测试,和临床研究应该是这种努力的一个重要组成部分。在床边,临床医生必须检查不仅运动的范围和静态对齐的眼睛,而且每个功能类的属性的眼球运动。如前所述,这种测试的原因是,尽管某些病变可能导致瘫痪的向上或向下运动,本篇的选择性缺陷常发生。同样重要的是要测试扭转伏尔,注意是否眼球震颤的快速阶段发生在两个方向作为病人的头部卷,ear-to-shoulder,从一边到另一边。有效地测试垂直伏尔,病人的头部应垂直旋转不仅在球场上,而且在飞机的垂直迷宫的半规管。4这可以方便地由第一把病人的头部水平45度向一边,然后投球头部向前或向后。最好的刺激是一个简短的、高速推力头rotation-a”头。“最后,评价是不完整的没有测试水平的目光,和寻找异常眼睑运动和学生,作为垂直眼球运动障碍不应孤立地看待,而且必须集成到目光的总体控制。
确认
支持USPHS格兰特EY06717,办公室的研究和发展,医学研究服务,退伍军人事务部,Evenor Armington基金(R.J.L.)。
承认
作者感谢Jean Buttner-Ennever博士提供图2和博士Pramod Sethi援助与文献综述。
- 收到了1999年11月15日。
- 接受的最终形式2000年3月1日。
