神经学家眼中的脊柱侧弯（一）——孩子的脊柱侧弯，可能问题出在脑里？

点击次数：1696 来源：作者：发布时间：2023/5/11 12:41:08

青少年特发性脊柱侧弯（AIS）作为脊柱侧弯中最常见的疾病类型，是18岁以下青少年骨科发病率第一的疾病，其流行病学发病率达0.47%-5.2%。AIS特征表现为三维脊柱不同程度上的变形，好发于青春期生长期间，尤其是在曲线幅度不断发展时。但因为其早期无症状，极易被家长忽略^[1-3]。研究表明^[4]，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（如图1）。这相对于一般的高低肩、长短腿等生物力学因素造成的体态问题可要复杂得多，迄今为止国际上都没法给予脊柱侧弯成因百分百准确的解释。再看目前针对脊柱侧弯的各种康复治疗技术，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，而针对上述脊柱侧弯其他成因的诊治工作开展得少之甚少！这种临床滞后于理论认知的现象不可否认已经存在了很长时间，而为了提高理论的临床转化效率去做更多康复的尝试与创新，或许应该成为临床康复人员一个努力的方向！今天，小编将和大家一起认识一下神经科学家眼中“不一样的脊柱侧弯”，希望能为大家今后在脊柱侧弯临床诊疗工作的思考中提供些许“抛砖引玉”的作用。

图1 青少年特发性脊柱侧弯病因的不同理论

“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》第四版第654页中的一段话，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“以及”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（如图2）。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。

图2 人体姿势控制的多感觉输入与空间定位

由此可见，脊柱侧弯可以看作是脑功能“感觉－运动”整合失败后的自我代偿形态，脊柱的问题或许至少应该是“姿势控制不良”的范畴。换句话说，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（如图3）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。既然如此，从姿势控制^[6]的神经学角度可以怎么看待AIS？小编分享几点自己的想法：

1. 从感觉输入来看：脊柱姿势控制的实现，首先得保证正常的感觉输入，与脊柱姿势最相关的视觉、前庭觉以及本体感觉三者输入中枢的信息是否正确，将直接影响中枢对于脊柱周围肌肉张力的下行控制是否准确（如图3A）。而回顾临床诊疗过程，我们似乎更习惯关注患者的肌肉关节本体系统，如今是否也需要深入关注患者视觉与前庭感觉对患者脊柱侧弯的影响？

2. 从中枢整合来看：大多数脊柱侧弯的形成属于非意识性姿势调控障碍，所以与“非意识性”中枢控制关系最为密切的脑干与小脑对于脊柱姿势形态的管控能力是需要被关注的（如图3A）。回顾临床的脊柱侧弯康复治疗，我们似乎更善于给患者设计好脊柱纠正性动作后嘱患者刻意保持，这种意识性动作训练与体态纠正方式是否与脊柱侧弯姿势控制的“非意识”特征有部分出入？我们是否有必要在此基础上进行中枢神经系统中“非意识性控制”（如小脑与脑干）功能的评估与治疗？

3. 从功能输出来看：脊柱的姿势控制被认为是依靠皮质-脑干（尤其是前庭/网状）-脊髓的下行通路来实现（如图3D）。而临床上我们却会听到不一样的声音，如“青少年特发性脊柱侧弯是孩子没注意管理好自己的姿势造成的，努力坐端正、站笔直了就可以改善脊柱侧弯”，“放松患者紧张的肌肉并加强核心以及薄弱的肌肉就可以纠正患者的脊柱侧弯”……对于诸如此类的宣教或是治疗理念，小编有几点迷思：如果说是因为肌力不平衡造成了脊柱侧弯，可这些肌肉明明没有受伤，为什么会存在弱化或短缩现象呢？如果说是因为姿势不良造成的肌肉功能变化从而导致了脊柱侧弯，那是不是所有长期低头写作业的孩子们都应该有颈部反弓问题呢？……这显然是矛盾的，对于“AIS由姿势不良与肌骨关节功能不平衡造成”这样的力学解释真的无懈可击吗？有没有可能这些维持姿势的肌肉功能失衡以及体态异常，其实是控制它们的下行姿势通路失衡的表现呢？

图 3 姿势控制的神经学原理

以上小编的几点“迷思”不知是否能唤起大家的共鸣，但存在于理论认识与临床实践之间的这种“不匹配”应该被重视。因为疗效只能提示治疗方向是否正确，但代表不了干预方案是否全面，更全面地认识问题才是使临床疗效事半功倍的前提条件！我们人体的脊柱功能相对于机器人的力学构造而言，最大的区别在于功能的适应能力，这不单是力学结构的完整就可以实现的，而依赖于生物神经可塑性的强大！当然，这里并不是在否认本体感觉系统在脊柱侧弯中举足轻重的地位，而是想说思路上关于脊柱侧弯的问题仅从生物力学角度思考是缺乏辩证的。正所谓“没有调查就没有发言权”，小编检索了大量关于脊柱神经科学方面的科研文献，了解到脊柱张力的稳态维持确实不止生物力学一个因素，而关于脑神经系统功能与脊柱侧弯联系的研究也呈逐年递增趋势（如图4），当然关于AIS营养免疫、遗传表达方面的研究也有所报道^【7】。

图4脊柱侧弯神经科学研究热度趋势

基于以上神经系统功能之于AIS康复的重要性，我们该如何将神经科学原则应用到AIS 的康复实践中呢？由于篇幅的限制，小编将在后面的文章中继续更新关于“脊柱侧弯神经科学原理与治疗”这一主题的探讨，欢迎大家的关注，我们下期再见！

参考文献：

1. Ronen Blecher1,2,3, Lia Heinemann-Yerushalmi1, , Eran Assaraf1,2,†,Nitzan Konstantin1, Jens R. Chapman3, Timothy C. Cope4, Guy S. Bewick5,Robert W. Banks6and Elazar Zelzer1；New functions for the proprioceptive system in skeletal biology；the Royal Society,September 24, 2018.

2.Jean-Philippe Pialassea,b, Martin Descarreauxc, Pierre Mercierd, Martin Simoneaua,b,*;Sensory reweighting is altered in adolescent patients with scoliosis: Evidence from a neuromechanical model;Gait & Posture,2015.08.013

3. Thierry   Haumont , MD, Gérome C. Gauchard, PhD , Pierre   Lascombes, MD,and Philippe P .   Perrin  , MD, PhD； Postural Instability in Early-Stage Idiopathic Scoliosis in Adolescent Girls ；SPINE Volume 36, Number 13, pp E847–E854

4. Ng SY, Bettany-Saltikov J, Cheung IYK, Chan KKY. The Role of Vitamin D in the Pathogenesis of Adolescent Idiopathic Scoliosis. Asian Spine J. 2018 Dec;12(6):1127-1145.

5. 埃里克 R. 坎德尔, 詹姆斯 H. 施瓦茨,托马斯 M. 杰塞尔,史蒂文 A. 西格尔鲍姆, A. J. 赫兹佩思 . 神经科学原理（第四版）[M].北京：机械工业出版社，2013：654.

6. Takakusaki K. Functional Neuroanatomy for Posture and Gait Control. J Mov Disord. 2017 Jan;10(1):1-17.

7. Samaan MC, Missiuna P, Peterson D, Thabane L. Understanding the role of the immune system in adolescent idiopathic scoliosis: Immunometabolic CONnections to Scoliosis (ICONS) study protocol. BMJ Open. 2016 Jul 8;6(7):e011812.

作者：张凯，浙江大学医学院附属邵逸夫医院康复医学中心

审核：李建华，主任医师，中华医学会物理医学与康复学分会副主任委员