3.3.1 触觉的中枢神经通路

3.3.1 触觉的中枢神经通路

通过触压觉可以感知物体的大小、形状和质地。在这个过程中,触摸和压力被皮肤中的躯体感受器编码成为信号。皮肤下的躯体感觉感受器分布于整个机体,并不是集中在某个小部分特殊的位置。这些感受器大多数是机械感受器,对弯曲、压力等物理变形较为敏感。常见的躯体感受器包括梅克尔小体(Merkel's cell)、迈斯纳小体(Meissner's corpuscles)和环层小体(pacinian corpuscles)。梅克尔小体存在于基底表皮和毛囊中,属于慢适应感受器,可以对低频振动(5~15 Hz)和深度静态触摸(如形状和边缘)做出反应。由于感受野小,其常分布于指尖等位置,能够探测一般的触摸,并对刺激位置进行编码。迈斯纳小体又称触觉小体(tactile corpuscles),位于真皮乳头,对中度振动(10~50 Hz)和轻微接触有反应。迈斯纳小体位于指尖和嘴唇,其感受野小且边界清楚。不同于梅克尔小体的神经末梢,迈斯纳小体神经末梢能够做出快速反应,属于快适应感受器,拥有阅读盲文和感受温和刺激的能力。环层小体属于快适应感受器,感受野较大,能够探测到皮肤深层压力,对振动较为敏感。鲁菲尼小体(Ruffini's corpuscle)属于慢反应感受器,感受野大,除了感知触觉,还能传递温度信息。

除了触觉感受器,皮肤中还存在一些能够编码疼痛的感受器,这种特化的细胞有些有髓鞘,有些无髓鞘。有髓鞘的纤维能够产生较为短暂的疼痛,而无髓鞘的纤维则负责持续时间长的灼痛。此外,一些位于肌肉和肌腱连接处的特化神经细胞提供了本体感受线索,使得感觉和运动系统表征关于肌肉与四肢状态的信息(本体感受)。

触觉感受器能够通过脊髓将触压或振动皮肤的信号传递到大脑,其中背柱-内侧丘系通路(dorsal column-medial lemniscal pathway)是触压觉的主要传导途径(图3.3)。传入神经元的外周轴突与背根神经节中的神经元胞体相连接,与脊髓神经元形成突触,经背柱上行,终止于背柱核(dorsal column nuclei)。背柱核位于脊髓和延髓交界处,此时路径中的信息仍然代表同侧。背柱核的神经元是背柱-内侧丘系的第二级神经元。背柱核神经元的轴突经延髓腹内侧投射到对侧丘脑。从这一部位向上,一侧脑的躯体感觉系统与来自对侧的躯体感觉有关,即身体一侧的信息主要在相反一侧的半球得到表征。背柱核的轴突在内侧丘系(medial lemniscus)白质束上行。内侧丘系向上穿过延髓、脑桥和中脑,与丘脑的腹后核(ventral posterior nucleus)神经元形成突触。第三级神经元由腹后外侧核(VPL)发出,其轴突投射到初级躯体感觉区。

头面部的皮肤触压觉主要由三叉神经传导,其传递通路与背柱内侧丘系的性质一致,第一级传入的神经末梢到达三叉神经感觉主核,在这里发出第二级神经元的轴突,经三叉丘系到达对侧丘脑腹后内侧核(VPM)的第三级神经元,然后再传递到躯体感觉皮质。

图3.3 背柱-内侧丘系通路(摘自Neuroscience:Exploring the Brain[2])(书后附彩插)

注:①~③表示对应位置的横切面。

需要注意的是,处理痛觉和温度信息的通路不同于处理触觉、本体觉和运动觉的背柱-内侧丘系通路,大脑通过前外侧系统来处理痛觉和温度信息。除皮质投射之外,包括触觉在内的所有躯体感觉信息还能被投射到一些皮质下结构。