发布时间:2026-02-06 08:56:27 人气:
在大脑外部皱褶的皮质下方是一个深奥神秘的区域。屏状核是一个薄如纸片(1-2 mm厚)的不规则的神经结构,隐藏在新大脑皮层的内表面、脑岛的深面。长期以来,人们已经知道这个区域与大脑皮质的许多部分进行信号交流,而皮质负责高级推理和复杂思维。它和大脑皮层的几乎所有区域之间有双向连接,但目前对屏状体的功能知之甚少。2014年Koch在科学美国人杂志上写道:“屏状核是一个巨大的神经中央车站,大脑皮层的几乎每块区域与其都有纤维连接”。近年因其在意识整合、感觉信息处理和神经网络调控中的关键作用而备受关注。
先来认识一下基底神经节(Basal ganglia),是埋藏在大脑白质深部的灰质核团,包括尾状核、豆状核(壳核、苍白球)、屏状核和杏仁核等,广义的基底神经节将红核、黑质及丘脑底核也作为基底神经节的一部分。基底节是锥体外系统的中继站,和各核、大脑皮质、丘脑、小脑、脊髓都有广泛的纤维联系,功能是与大脑和小脑协同调节随意功能、肌张力、姿势及复杂的行为活动。而基底节区是一影像学名词,一般包括基底节及其周围白质、内囊等。因基底节代谢活跃,故中毒性、遗传代谢性、神经退行性、系统性和血管性疾病等均可累及该部位。
体与大脑皮层之间,主要由谷氨酸能神经元和γ-氨基丁酸(GABA)能神经元组成,其神经纤维与大脑皮层、丘脑、基底节等多个脑区存在广泛的双向投射。例如,大鼠实验表明,屏状核接受来自扣带皮质、躯体感觉区及视皮质的传入纤维,并投射至丘脑腹侧核、中缝背核等结构,形成复杂的多模态信息整合网络。在人类中,屏状核被认为是基底神经节的一部分,与尾状核、壳核等共同参与运动调控。
意识与注意力:屏状核通过整合来自不同皮层的信号,可能在意识维持和注意力分配中起关键作用。
多感觉整合:其神经元可同时响应视觉、听觉和体感刺激,支持跨模态信息的时空同步处理。
运动调控:作为基底节的一部分,屏状核通过调控直接和间接通路影响运动起始和协调,其损伤可能导致帕金森病等运动障碍。
Brain. 2022 Jun 3;145(5):1610-1623.
近年研究发现,屏状核损伤与难治性癫痫持续状态(SE)密切相关。意大利学者Meletti等对发热后新发癫痫患者的研究显示,6例患者均出现双侧屏状核T2高信号,且抗癫痫药物治疗无效,提示屏状核异常可能通过破坏皮层-丘脑环路导致癫痫持续发作。动物模型进一步表明,屏状核的谷氨酸能神经元过度兴奋可能触发癫痫样放电。
发热感染相关癫痫综合征(febrile infection-related epilepsy syndrome,FIRES)是指既往无癫痫病史或相关神经疾病的患者,在发热24小时至1周内的新发癫痫持续状态,且经过全面病因筛查后,未发现确切病因(排除CNS感染与自免脑炎等)的一种综合征。虽然FIRES也被归类为自身免疫相关癫痫,但该病并非特异性的自身免疫机制介导,其发病机制可能与细胞因子风暴和全身性炎症反应综合征有关,属于副感染性脑病范畴。由于FIRES缺少诊断标记物,因此早期识别诊断困难,易被误诊为自免脑炎或者病毒性脑炎。
屏状核征 (A, B)轴向和冠状FLAIR像显示,癫痫持续状态(SE)期间,患者1和2分别在发病后10和4天出现屏状核高信号(红色箭头)。(C)病人3轴位和冠状位T2图像显示发病3天后患者SE期间屏状核高信号(红色箭头)。(D)病人4轴位FLAIR像和轴位T2像显示发病9天后患者SE期间屏状核高信号(红色箭头)。(Neurology Oct 2015, 85 (14) 1224-1232FIRES为一种单相病程的炎性脑病,双侧屏状核病变是FIRES的特征性神经影像改变,可考虑作为FIRES的诊断标记物。FIRES-C临床特点及预后情况不同于病毒性脑炎或自身免疫性脑炎差异较大。部分FIRES-C患者免疫治疗和抗癫痫治疗有效,但大多数患者长期预后为难治性癫痫。会出现神经精神症状、记忆力减退和癫痫发作,继而引起运动障碍、意识丧失以及生命体征的变化。该疾病对抑制免疫系统反应和清除潜在肿瘤等治疗方法反应良好,疾病恢复需要一段时间。
轴向(A和B)和冠状MRI图像(C和D)显示了A图和D图(冠状切面)中FLAIR轴向(红色箭头)上的双侧claustrum高信号。图C中的冠状对比图像没有显示相应位置的增强。T1加权轴位图像(B)显示双侧血管正常信号。图a中出现海马尾/穹窿高信号(绿色箭头)。内侧颞叶无明显变化(此处未显示)。FLAIR,流体衰减反转恢复。(Postgrad Med J. 2022 Dec;98(1166):e24.
3例Wilson病患者的MRI轴位扫描T1加权、T2加权、FLAIR、DWI序列的脑部病变。在claustrum,T1加权像上对称的双侧低信号,T2加权像、FLAIR像和DWI像上呈高信号(红色箭头)。在壳核,T1加权、T2加权、FLAIR和DWI图像上不完全对称的双侧混合密度(绿色箭头)。脑干T2加权像上不完全对称的高信号(黄色箭头)(Sci Rep. 2024 Sep 27;14(1):22266.)
屏状核与睡眠-觉醒周期的调控密切相关。其GABA能神经元通过抑制皮层活动促进睡眠,而谷氨酸能神经元则参与觉醒状态的维持。临床病例报道显示,屏状核损伤患者常伴随意识混乱或昏迷。
异质性研究的整合:屏状核体积小、个体差异大,需开发超高分辨率成像算法。屏状核的细胞类型和环路复杂性导致研究结果存在矛盾,需通过跨物种比较(如啮齿类与灵长类)进一步验证。
临床转化瓶颈:现有研究多基于动物模型,需扩大临床样本量并开展多中心合作,以验证屏状核靶向治疗的安全性。
多学科交叉:结合人工智能和类脑计算,构建屏状核的功能网络模型,可能为意识起源和神经退行性疾病提供全新视角。