第2節 前庭覺訓練的生理心理基礎

前庭覺最為人們熟知的是其參與軀體平衡調節，甚至是平衡覺的代名詞。其實，人體軀體平衡調控是多系統協同參與下完成的，其中以前庭系統為主。中耳前庭器官、腦干的前庭核及其形成的前庭網絡，構成前庭系統，與小腦、視覺系統、本體感覺系統及大腦有著廣泛的聯系。前庭系統是大腦獲取及輸出信息的門檻，在協調選擇、過濾和整合中樞內外信息方面起著重要作用，廣泛參與個體身心內外的各種活動。

前庭功能不良會給個體的生活、學習以及其他心理活動造成諸多不利影響，如難以精確高效地完成肢體動作、平衡控制差、注意力不集中，以及閱讀、聽寫及寫字上的困難等。在各類特殊兒童中，前庭功能失調廣泛存在，是感覺統合失調的核心問題。所以，在各類特殊兒童的感覺統合訓練中，前庭功能的訓練往往是不可回避的基礎訓練內容之一。

一、概述

前庭覺是指在受地心引力作用及個體軀體移動（特別是頭部運動）刺激形成的感覺。它除了承擔調控軀體平衡功能之外，還廣泛參與個體多種生理心理活動，是人體重要的感覺系統之一。前庭感受器位于內耳，結構獨特，其感受的軀體運動信息傳入中樞后與小腦及其他神經核建立廣泛聯系，參與人體多種活動。前庭系統發育始于胚胎早期，經歷胎兒期及兒童發育早期的漫長歷程。

（一）結構

前庭感受器（vestibular organs）和聽覺感受器同處內耳。它們通過位聽神經與中樞發生聯系。內耳結構復雜而精細，稱為“迷路”，內耳迷路由骨迷路、膜迷路兩部分組成。外層骨質為骨迷路，其內有依骨迷路分布的膜性管道，名為膜迷路。膜迷路與骨迷路之間以及膜迷路內部均充滿淋巴液，前者稱為外淋巴液，后者稱為內淋巴液，兩種淋巴液并不相通，成分和比重也不相同。膜迷路包括：橢圓囊、球囊、膜半規管及蝸管，它們相互貫通。淋巴液承載聲波或身體運動信息，刺激聽覺感受器或前庭感受器，從而產生相應的感覺沖動。

1．感受器

前庭感受器位于膜半規管、橢圓囊、球囊。每側內耳的三個膜半規管，分別為：前膜半規管、后膜半規管和外膜半規管。各膜半規管一端有球形膨大部分，稱為膜壺腹，其上黏膜增厚并突起稱為壺腹嵴，嵴的長軸多與管腔內的液體流動方向成垂直。這種形態學特點保證了沿半規管管腔長軸的液體流動能夠對壺腹嵴構成最大的作用力，從而也確保了前庭感受器的敏感狀態。膜半規管與蝸管之間是前庭，內有前庭囊，包括橢圓囊和球囊，其上各有囊斑（見圖2-2-1）。

膜半規管的壺腹嵴和前庭囊上的囊斑內有毛細胞。當身體移動時，管內淋巴液流動，觸動里面的毛細胞，將運動信息（機械能）轉化成電信號（電能）。毛細胞與前庭神經節之間存在突觸聯系，所以與前庭信息傳輸有關的神經就比較多，如前壺腹神經、外壺腹神經、后壺腹神經、橢圓囊神經和球囊神經，它們最終匯聚形成位聽神經的前庭支，即前庭神經（由14000～24000根纖維組成），承擔平衡覺信息的傳遞。前庭神經分為前庭上神經和前庭下神經，前者的分支包括：前壺腹神經、外壺腹神經和橢圓囊神經，分別接受來自相應感受器的平衡感覺傳入；后者的分支包括：后壺腹神經、球囊神經，分別接受來自后半規管壺腹嵴和球囊斑的平衡覺傳入。同時，前庭神經兩分支之間、前庭神經與耳蝸神經之間、前庭神經與面神經之間還有小分支相吻合，增加不同性質、方向的位覺以及位覺與其他感覺及效應器之間的信息溝通。

三個半規管之間互呈90°夾角。人直立頭前傾30°時，水平半規管所在平面與地平面平行，前半規管位于與矢狀線約呈45°的矢狀平面內，后半規管位于與冠狀線呈45°的冠狀平面內（見圖2-2-2）。膜半規管感受人體旋轉角加速度。如軀體左旋時，左側外膜半規管中的內淋巴因慣性擠壓壺腹部，該處毛細胞興奮而產生較多的神經沖動。與此同時，右側外膜半規管中壺腹毛細胞傳向中樞的沖動減少，左右信息差異是人腦判定軀體是否旋轉、旋轉方向及強度的依據。內耳迷路中尚有其他兩對半規管，可以接受和它們所處平面方向一致的旋轉變速運動的刺激。當旋轉停止后，內淋巴的移動在3秒內即停止，而毛細胞回到靜息狀態卻要25～30秒鐘，期間，人會有一種反向旋轉的感覺。

橢圓囊大致位于冠狀平面內，與外半規管平行，主要感受水平方向直線變速運動，并影響四肢屈/伸肌的肌張力，如人行走的起步與立定等。有研究證明該囊斑還可能具有感知低頻聲波和次聲波的功能。球囊位于矢狀平面內，與地面呈近似垂直位置，與橢圓囊呈90°夾角，主要感受垂直方向直線變速運動，并影響四肢內收/外展肌的肌張力，如在電梯啟/停、起立/下蹲等。

2．信息傳導通路及中樞功能定位

前庭神經系統的神經傳導通路是現知神經通路中最為復雜的信息傳遞系統之一，尚有諸多問題不太清楚，這是因為該系統參與人體內外的多種活動，在人類個體生活中扮演非常重要的角色。平衡覺信息傳遞大致為：壺腹嵴、球囊斑和橢圓囊斑的毛細胞將軀體動覺信息傳遞給第1級神經元——前庭神經節（雙極細胞，周圍突分布于前庭感受器，中樞突組成前庭神經），經前庭神經將大部分信息傳入位于腦干的前庭神經核。前庭神經核為第2級神經元。從前庭神經核發出多支纖維束，參與廣泛的活動。發出的纖維有：① 參與組成內側縱束，其中的上升支到達動眼神經核、滑車神經核、展神經核，調節眼肌前庭反射活動。下降支到達頸髓前角和副神經核，協調頭/眼的運動。② 形成前庭脊髓束，維持軀體姿勢的穩定及保持平衡。③ 發出纖維入小腦（前庭小腦通路），小腦將這些纖維傳入的信息進一步整合、分析后，繼續向上一級中樞或相應的效應部位傳導（如通過動眼神經核支配眼球的運動），并給予前庭神經核或外周前庭以反饋性的調節。前庭神經也有部分纖維不經過前庭神經核的中繼直接經小腦腳進入小腦，提高小腦對個體姿態的調整和平衡控制。④ 小腦可能發出有關纖維將位覺信息發往大腦，內側縱束可能在丘腦中繼續將信息投射到大腦皮層（前庭皮層通路）。前庭器肯定與大腦存在多種聯系，平衡覺在大腦皮層的功能定位可能是彌散型分布的，如顳上回及其相鄰的中央后回可能參與形成平衡覺。關于平衡覺的皮層定位還需要進一步研究。此外，前庭神經核發出的神經與腦干的網狀結構存在廣泛聯系，稱為前庭網狀結構通路。左右前庭神經核之間也有神經聯系。

前庭神經核又有多條信息傳出通路，參與效應器活動的調節，可謂前庭運動輸出系統，如前庭眼動通路、前庭脊髓通路、前庭植物神經通路、視前庭相互作用通路等。前庭眼動通路的作用是在頭部運動的過程中保持視覺的集中性和穩定性。

（二）功能

前庭覺（vestibular sense）產生的外周感覺器官為前庭器官，它感受軀體空間位置變化，經前庭神經將變化的信息傳入腦干內的前庭神經核以及小腦，后經與其他感覺信息（如視覺信息、其他本體覺信息）的整合、加工等處理后，再經多條神經通路把這些信息傳送到腦內更高層次的中樞，進行高層次的加工處理，形成位置覺和平衡覺，或經一定的神經通路傳送到運動神經核（如眼動神經核、脊髓前角運動核等），從而做出特異性和非特異性的功能反應。這些過程實際上都是高級的、復雜的神經反射活動。

前庭系統復雜功能的樞紐是位于腦干的前庭神經核，它是由前庭內側核、前庭外側核、前庭上核和前庭下核組成的前庭核復合體，除接受前庭末梢感受器的信息沖動外，它還接受對側前庭神經核，以及視覺系統、小腦、大腦皮質等部位傳來的信息。前庭核神經元可自發放電，以維持前庭系統靜態平衡。

（三）發育

兒童的前庭功能發育早、歷程較長，可能持續整個胎兒期及兒童發展期，特別是學齡期（6～8歲）以前，可能是兒童前庭功能發育和完善的關鍵期。

當個體處于胚胎發育階段時，在母親的運動及重力的作用下，胎兒的前庭覺及其器官就在不斷的發育中。胚胎發育到4周時，前庭器官開始發育。胚胎8周左右，內耳半規管大致成形，胎兒6個月大時，半規管發育水平接近成人，前庭核也開始與小腦建立神經聯系。出生后，前庭系統與運動系統相互影響，兩者均快速發展。正常發育的兒童在出生時就對軀體失衡有明顯的反射性活動，如抓握母親、肌肉緊張等。出生后的1～2個月內就可以保持頭部的直立和轉動、2～4個月的翻滾、4～6個月的撐趴和坐、6～9個月的爬行、9～11個月的站立、周歲的獨立行走、2周歲左右的單腳站立和3周歲左右的單腳跳躍等。兒童早期運動能力的發展建立在前庭功能發展的基礎上，同時兒童的運動能力發展又促進前庭功能的完善，兩者同步進行、互相促進。

二、前庭覺對兒童發展的影響

前庭覺是人體重要的感覺系統之一，與兒童的全面發展直接相關。

（一）前庭覺奠定兒童健康發展的基礎

兒童正常生活學習活動中的軀體平衡控制、動作及行為的精確表達，以及腦功能的發展等方面都離不開前庭覺的參與。前庭覺參與兒童學習生活的各個方面。

1．維持正常的姿勢

前庭器官不斷將軀體動靜態信息傳入中樞，確保個體頭部與軀體保持合理的、省力的姿勢狀態，實時應對失衡，維持身體平衡，為個體開展各種動/靜活動提供保障。如果這方面功能不良，個體無法及時感覺軀體位置變化，表現出反應遲鈍、跌倒或撞擊他人/物品等現象。

2．運動發展的基礎

如前所述，兒童運動發展的各個重要階段都伴隨前庭功能發展和完善，有賴于前庭器官對運動的感知和判斷，同時通過前庭運動輸出系統對肌肉運動加以調整，確保軀體運動的方向、幅度和穩定性等。前庭功能的異常直接導致個體大運動和精細運動無法實現。如果這方面功能不良，個體不能很好地進行運動調節，往往表現為動作笨拙、手腳不靈活、體態僵持，甚至害怕行動，嚴重者還會影響個體多方面的發展。

3．促進大腦發育

前庭感覺系統和大腦之間存在廣泛而密切的聯系。前庭系統持續不斷向中樞輸入重力感信息和身體位覺信息，促進中樞神經系功能區的發展并提高信息傳輸系統的效能。

4．維持個體的清醒和警覺狀態

腦干的前庭核復合體與腦干的網狀組織、小腦和大腦皮層存在廣泛聯系，是腦干網狀結構上行激動系統的重要組成部分，對維持個體清醒和警覺狀態起著關鍵的作用，確保大腦皮層維持適當的興奮性，是個體有效、高效開展工作和學習的基礎。所以，如果前庭功能不足的話，它的調整的作用就不足，兒童于是出現多動及注意力渙散的現象，大腦皮層缺乏足夠的興奮性判斷以及區別目標和非目標的能力，難以保持持續指向目標活動的心理保障。同時，前庭系統維持中樞的清醒和警覺狀態使個體改變運動狀態、應對“突發事件”變得更加靈敏、迅速和有效。

5．確保其他感覺信息有意義

個體對目標的全面認識需要多種感覺通道的協調參與，各感覺通道能否及時、準確和持續定向于目標并避免無關刺激的干擾，很大程度上有賴于前庭系統的高效等位功能。前庭器官適時調整個體頭和身體的方向，使個體的視覺、聽覺和觸覺進行有效的感覺，這樣個體的其他感覺信息才變得有意義，真切反應客體的信息。前庭功能欠佳的兒童或成年個體，視覺隨目標的移動和變換而實時定向就變得困難，或不能高效獲取移動的視覺刺激信息，無法判斷視覺空間等。這在學習困難學生身上表現得非常明顯，如閱讀中的跳行、漏/添加字詞，動作多余而不自知等。

（二）前庭覺影響兒童情緒行為及社會交往

兒童的前庭功能還會影響其情緒行為及社會交往。良好的前庭功能有利于兒童調控自身的情緒行為狀態，建立良好的同伴關系。

1．使心情變得舒暢、安心

前庭刺激會對兒童情緒行為產生影響，如嬰兒喜歡搖籃的晃蕩、哭鬧的嬰兒被抱起或晃動時變得安靜。獨立行走后兒童喜歡轉圈、喜歡走田埂等以給予自身失衡刺激。自閉癥兒童喜歡轉圈、蕩秋千等前庭覺刺激游戲和活動。即使是成年人在搖擺的設施上接受前庭刺激也會覺得心里舒暢、身心放松。所以，可以肯定前庭系統作為參與個體活動非常廣泛的系統，也會與人類個體的情趣情感系統之間有著聯系，只不過當前的此類研究還比較少，了解不多。

2．影響兒童的人際交往

人際交往是建立在個體間感覺、運動、言語語言和情感等方面有效互動的基礎上，前庭系統在這方面可能起著至關重要的作用，特別是在個體的兒童期。臨床上，會發現存在前庭功能缺陷的兒童，在同伴交往中面臨不少困難，遭同伴排擠、不合群等。這樣的兒童可能因動作過大傷害到同伴而使游戲環節終止，或答非所問、視而不見，視聽覺與動作不能有效配合，而兒童對這些問題往往并不知道，更不能理解同伴為什么會做出那些不可思議的反應。

總之，前庭系統作為廣泛參與個體內外活動的系統，在兒童的生長發育和個體的生活學習中起到非常重要的組織協調和維持個體覺醒狀態的功能。前庭系統發育不良給兒童帶來多方面的影響甚至挫折，如不自信、恐懼、傷心、生氣、過度興奮等情緒問題。