第2节 前庭觉训练的生理心理基础

前庭觉最为人们熟知的是其参与躯体平衡调节，甚至是平衡觉的代名词。其实，人体躯体平衡调控是多系统协同参与下完成的，其中以前庭系统为主。中耳前庭器官、脑干的前庭核及其形成的前庭网络，构成前庭系统，与小脑、视觉系统、本体感觉系统及大脑有着广泛的联系。前庭系统是大脑获取及输出信息的门槛，在协调选择、过滤和整合中枢内外信息方面起着重要作用，广泛参与个体身心内外的各种活动。

前庭功能不良会给个体的生活、学习以及其他心理活动造成诸多不利影响，如难以精确高效地完成肢体动作、平衡控制差、注意力不集中，以及阅读、听写及写字上的困难等。在各类特殊儿童中，前庭功能失调广泛存在，是感觉统合失调的核心问题。所以，在各类特殊儿童的感觉统合训练中，前庭功能的训练往往是不可回避的基础训练内容之一。

一、概述

前庭觉是指在受地心引力作用及个体躯体移动（特别是头部运动）刺激形成的感觉。它除了承担调控躯体平衡功能之外，还广泛参与个体多种生理心理活动，是人体重要的感觉系统之一。前庭感受器位于内耳，结构独特，其感受的躯体运动信息传入中枢后与小脑及其他神经核建立广泛联系，参与人体多种活动。前庭系统发育始于胚胎早期，经历胎儿期及儿童发育早期的漫长历程。

（一）结构

前庭感受器（vestibular organs）和听觉感受器同处内耳。它们通过位听神经与中枢发生联系。内耳结构复杂而精细，称为“迷路”，内耳迷路由骨迷路、膜迷路两部分组成。外层骨质为骨迷路，其内有依骨迷路分布的膜性管道，名为膜迷路。膜迷路与骨迷路之间以及膜迷路内部均充满淋巴液，前者称为外淋巴液，后者称为内淋巴液，两种淋巴液并不相通，成分和比重也不相同。膜迷路包括：椭圆囊、球囊、膜半规管及蜗管，它们相互贯通。淋巴液承载声波或身体运动信息，刺激听觉感受器或前庭感受器，从而产生相应的感觉冲动。

1．感受器

前庭感受器位于膜半规管、椭圆囊、球囊。每侧内耳的三个膜半规管，分别为：前膜半规管、后膜半规管和外膜半规管。各膜半规管一端有球形膨大部分，称为膜壶腹，其上黏膜增厚并突起称为壶腹嵴，嵴的长轴多与管腔内的液体流动方向成垂直。这种形态学特点保证了沿半规管管腔长轴的液体流动能够对壶腹嵴构成最大的作用力，从而也确保了前庭感受器的敏感状态。膜半规管与蜗管之间是前庭，内有前庭囊，包括椭圆囊和球囊，其上各有囊斑（见图2-2-1）。

膜半规管的壶腹嵴和前庭囊上的囊斑内有毛细胞。当身体移动时，管内淋巴液流动，触动里面的毛细胞，将运动信息（机械能）转化成电信号（电能）。毛细胞与前庭神经节之间存在突触联系，所以与前庭信息传输有关的神经就比较多，如前壶腹神经、外壶腹神经、后壶腹神经、椭圆囊神经和球囊神经，它们最终汇聚形成位听神经的前庭支，即前庭神经（由14000～24000根纤维组成），承担平衡觉信息的传递。前庭神经分为前庭上神经和前庭下神经，前者的分支包括：前壶腹神经、外壶腹神经和椭圆囊神经，分别接受来自相应感受器的平衡感觉传入；后者的分支包括：后壶腹神经、球囊神经，分别接受来自后半规管壶腹嵴和球囊斑的平衡觉传入。同时，前庭神经两分支之间、前庭神经与耳蜗神经之间、前庭神经与面神经之间还有小分支相吻合，增加不同性质、方向的位觉以及位觉与其他感觉及效应器之间的信息沟通。

三个半规管之间互呈90°夹角。人直立头前倾30°时，水平半规管所在平面与地平面平行，前半规管位于与矢状线约呈45°的矢状平面内，后半规管位于与冠状线呈45°的冠状平面内（见图2-2-2）。膜半规管感受人体旋转角加速度。如躯体左旋时，左侧外膜半规管中的内淋巴因惯性挤压壶腹部，该处毛细胞兴奋而产生较多的神经冲动。与此同时，右侧外膜半规管中壶腹毛细胞传向中枢的冲动减少，左右信息差异是人脑判定躯体是否旋转、旋转方向及强度的依据。内耳迷路中尚有其他两对半规管，可以接受和它们所处平面方向一致的旋转变速运动的刺激。当旋转停止后，内淋巴的移动在3秒内即停止，而毛细胞回到静息状态却要25～30秒钟，期间，人会有一种反向旋转的感觉。

椭圆囊大致位于冠状平面内，与外半规管平行，主要感受水平方向直线变速运动，并影响四肢屈/伸肌的肌张力，如人行走的起步与立定等。有研究证明该囊斑还可能具有感知低频声波和次声波的功能。球囊位于矢状平面内，与地面呈近似垂直位置，与椭圆囊呈90°夹角，主要感受垂直方向直线变速运动，并影响四肢内收/外展肌的肌张力，如在电梯启/停、起立/下蹲等。

2．信息传导通路及中枢功能定位

前庭神经系统的神经传导通路是现知神经通路中最为复杂的信息传递系统之一，尚有诸多问题不太清楚，这是因为该系统参与人体内外的多种活动，在人类个体生活中扮演非常重要的角色。平衡觉信息传递大致为：壶腹嵴、球囊斑和椭圆囊斑的毛细胞将躯体动觉信息传递给第1级神经元——前庭神经节（双极细胞，周围突分布于前庭感受器，中枢突组成前庭神经），经前庭神经将大部分信息传入位于脑干的前庭神经核。前庭神经核为第2级神经元。从前庭神经核发出多支纤维束，参与广泛的活动。发出的纤维有：① 参与组成内侧纵束，其中的上升支到达动眼神经核、滑车神经核、展神经核，调节眼肌前庭反射活动。下降支到达颈髓前角和副神经核，协调头/眼的运动。② 形成前庭脊髓束，维持躯体姿势的稳定及保持平衡。③ 发出纤维入小脑（前庭小脑通路），小脑将这些纤维传入的信息进一步整合、分析后，继续向上一级中枢或相应的效应部位传导（如通过动眼神经核支配眼球的运动），并给予前庭神经核或外周前庭以反馈性的调节。前庭神经也有部分纤维不经过前庭神经核的中继直接经小脑脚进入小脑，提高小脑对个体姿态的调整和平衡控制。④ 小脑可能发出有关纤维将位觉信息发往大脑，内侧纵束可能在丘脑中继续将信息投射到大脑皮层（前庭皮层通路）。前庭器肯定与大脑存在多种联系，平衡觉在大脑皮层的功能定位可能是弥散型分布的，如颞上回及其相邻的中央后回可能参与形成平衡觉。关于平衡觉的皮层定位还需要进一步研究。此外，前庭神经核发出的神经与脑干的网状结构存在广泛联系，称为前庭网状结构通路。左右前庭神经核之间也有神经联系。

前庭神经核又有多条信息传出通路，参与效应器活动的调节，可谓前庭运动输出系统，如前庭眼动通路、前庭脊髓通路、前庭植物神经通路、视前庭相互作用通路等。前庭眼动通路的作用是在头部运动的过程中保持视觉的集中性和稳定性。

（二）功能

前庭觉（vestibular sense）产生的外周感觉器官为前庭器官，它感受躯体空间位置变化，经前庭神经将变化的信息传入脑干内的前庭神经核以及小脑，后经与其他感觉信息（如视觉信息、其他本体觉信息）的整合、加工等处理后，再经多条神经通路把这些信息传送到脑内更高层次的中枢，进行高层次的加工处理，形成位置觉和平衡觉，或经一定的神经通路传送到运动神经核（如眼动神经核、脊髓前角运动核等），从而做出特异性和非特异性的功能反应。这些过程实际上都是高级的、复杂的神经反射活动。

前庭系统复杂功能的枢纽是位于脑干的前庭神经核，它是由前庭内侧核、前庭外侧核、前庭上核和前庭下核组成的前庭核复合体，除接受前庭末梢感受器的信息冲动外，它还接受对侧前庭神经核，以及视觉系统、小脑、大脑皮质等部位传来的信息。前庭核神经元可自发放电，以维持前庭系统静态平衡。

（三）发育

儿童的前庭功能发育早、历程较长，可能持续整个胎儿期及儿童发展期，特别是学龄期（6～8岁）以前，可能是儿童前庭功能发育和完善的关键期。

当个体处于胚胎发育阶段时，在母亲的运动及重力的作用下，胎儿的前庭觉及其器官就在不断的发育中。胚胎发育到4周时，前庭器官开始发育。胚胎8周左右，内耳半规管大致成形，胎儿6个月大时，半规管发育水平接近成人，前庭核也开始与小脑建立神经联系。出生后，前庭系统与运动系统相互影响，两者均快速发展。正常发育的儿童在出生时就对躯体失衡有明显的反射性活动，如抓握母亲、肌肉紧张等。出生后的1～2个月内就可以保持头部的直立和转动、2～4个月的翻滚、4～6个月的撑趴和坐、6～9个月的爬行、9～11个月的站立、周岁的独立行走、2周岁左右的单脚站立和3周岁左右的单脚跳跃等。儿童早期运动能力的发展建立在前庭功能发展的基础上，同时儿童的运动能力发展又促进前庭功能的完善，两者同步进行、互相促进。

二、前庭觉对儿童发展的影响

前庭觉是人体重要的感觉系统之一，与儿童的全面发展直接相关。

（一）前庭觉奠定儿童健康发展的基础

儿童正常生活学习活动中的躯体平衡控制、动作及行为的精确表达，以及脑功能的发展等方面都离不开前庭觉的参与。前庭觉参与儿童学习生活的各个方面。

1．维持正常的姿势

前庭器官不断将躯体动静态信息传入中枢，确保个体头部与躯体保持合理的、省力的姿势状态，实时应对失衡，维持身体平衡，为个体开展各种动/静活动提供保障。如果这方面功能不良，个体无法及时感觉躯体位置变化，表现出反应迟钝、跌倒或撞击他人/物品等现象。

2．运动发展的基础

如前所述，儿童运动发展的各个重要阶段都伴随前庭功能发展和完善，有赖于前庭器官对运动的感知和判断，同时通过前庭运动输出系统对肌肉运动加以调整，确保躯体运动的方向、幅度和稳定性等。前庭功能的异常直接导致个体大运动和精细运动无法实现。如果这方面功能不良，个体不能很好地进行运动调节，往往表现为动作笨拙、手脚不灵活、体态僵持，甚至害怕行动，严重者还会影响个体多方面的发展。

3．促进大脑发育

前庭感觉系统和大脑之间存在广泛而密切的联系。前庭系统持续不断向中枢输入重力感信息和身体位觉信息，促进中枢神经系功能区的发展并提高信息传输系统的效能。

4．维持个体的清醒和警觉状态

脑干的前庭核复合体与脑干的网状组织、小脑和大脑皮层存在广泛联系，是脑干网状结构上行激动系统的重要组成部分，对维持个体清醒和警觉状态起着关键的作用，确保大脑皮层维持适当的兴奋性，是个体有效、高效开展工作和学习的基础。所以，如果前庭功能不足的话，它的调整的作用就不足，儿童于是出现多动及注意力涣散的现象，大脑皮层缺乏足够的兴奋性判断以及区别目标和非目标的能力，难以保持持续指向目标活动的心理保障。同时，前庭系统维持中枢的清醒和警觉状态使个体改变运动状态、应对“突发事件”变得更加灵敏、迅速和有效。

5．确保其他感觉信息有意义

个体对目标的全面认识需要多种感觉通道的协调参与，各感觉通道能否及时、准确和持续定向于目标并避免无关刺激的干扰，很大程度上有赖于前庭系统的高效等位功能。前庭器官适时调整个体头和身体的方向，使个体的视觉、听觉和触觉进行有效的感觉，这样个体的其他感觉信息才变得有意义，真切反应客体的信息。前庭功能欠佳的儿童或成年个体，视觉随目标的移动和变换而实时定向就变得困难，或不能高效获取移动的视觉刺激信息，无法判断视觉空间等。这在学习困难学生身上表现得非常明显，如阅读中的跳行、漏/添加字词，动作多余而不自知等。

（二）前庭觉影响儿童情绪行为及社会交往

儿童的前庭功能还会影响其情绪行为及社会交往。良好的前庭功能有利于儿童调控自身的情绪行为状态，建立良好的同伴关系。

1．使心情变得舒畅、安心

前庭刺激会对儿童情绪行为产生影响，如婴儿喜欢摇篮的晃荡、哭闹的婴儿被抱起或晃动时变得安静。独立行走后儿童喜欢转圈、喜欢走田埂等以给予自身失衡刺激。自闭症儿童喜欢转圈、荡秋千等前庭觉刺激游戏和活动。即使是成年人在摇摆的设施上接受前庭刺激也会觉得心里舒畅、身心放松。所以，可以肯定前庭系统作为参与个体活动非常广泛的系统，也会与人类个体的情趣情感系统之间有着联系，只不过当前的此类研究还比较少，了解不多。

2．影响儿童的人际交往

人际交往是建立在个体间感觉、运动、言语语言和情感等方面有效互动的基础上，前庭系统在这方面可能起着至关重要的作用，特别是在个体的儿童期。临床上，会发现存在前庭功能缺陷的儿童，在同伴交往中面临不少困难，遭同伴排挤、不合群等。这样的儿童可能因动作过大伤害到同伴而使游戏环节终止，或答非所问、视而不见，视听觉与动作不能有效配合，而儿童对这些问题往往并不知道，更不能理解同伴为什么会做出那些不可思议的反应。

总之，前庭系统作为广泛参与个体内外活动的系统，在儿童的生长发育和个体的生活学习中起到非常重要的组织协调和维持个体觉醒状态的功能。前庭系统发育不良给儿童带来多方面的影响甚至挫折，如不自信、恐惧、伤心、生气、过度兴奋等情绪问题。