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第三章 视路的解剖生理
视路(visual pathway)主要是指光线自角膜进入眼球,从视网膜感光细胞(一级神经元)开始,光线刺激转化为神经冲动,经过双极细胞(二级神经元)、神经节细胞(三级神经元),至由神经节细胞轴突汇集形成的视神经,再依次经视交叉、视束、外侧膝状体、视放射和枕叶皮质纹状区传导的通路(图3-1)。
图3-1 视路结构
一、视网膜
视网膜(retina)是神经系统唯一能被直接看见的部分,结构功能非常复杂,在人类包含大约100万个、6大类、30种不同细胞类型的神经元。组织学上将整个视网膜由外向内分为10层结构,分别是:视网膜色素上皮层(由单层视网膜色素上皮细胞构成)、光感受器细胞层(由视锥和视杆细胞内、外节组成)、外界膜、外核层(也称外颗粒层,是由感光细胞细胞核组成)、外丛状层(是视锥、视杆细胞与双极细胞树突及水平细胞突起相连接的突触部位)、内核层(主要由双极细胞、水平细胞、无长突细胞及Müller细胞的细胞核组成)、内丛状层(主要是双极细胞、无长突细胞与神经节细胞相互接触形成突触的部位)、神经节细胞层(由神经节细胞核组成)、神经纤维层(由神经节细胞轴突构成)、内界膜(介于视网膜和玻璃体间的一层薄膜),内6层由眼动脉发出的视网膜中央动脉供应营养,外4层则由脉络膜毛细血管层供应。
功能解剖学将视网膜分为视部和盲部,二者以锯齿缘为界,盲部主要指视网膜睫状体部和视网膜虹膜部,其内层未分化为神经部分,锯齿缘后为视部视网膜,6类神经元和2种神经胶质细胞排列成多层平行结构,功能上相辅相成,色素上皮细胞起支持、营养、保护视细胞和形成暗室效应的作用,视细胞、双极细胞和神经节细胞则是感受光线刺激和传导神经冲动的响应三级神经元,视细胞将光刺激转化为膜电位,双极细胞将膜电位纵向传导给节细胞,节细胞则发出纤维组成中枢传入神经,在双极细胞间另有水平细胞和无长突细胞,是神经冲动纵向传递间起横向传递扩散的联络神经元,此外还有Müller细胞、星形胶质细胞和其他神经胶质细胞起支持、营养和绝缘作用。
视网膜后极部为黄斑区,约对应整个眼底中心30°视野范围,是人体视网膜厚度最大的部位,黄斑中心凹还是整个视网膜视觉最敏锐的部位,其光感受器细胞层无视杆细胞,仅有视锥细胞与神经纤维呈同比对应关系,感受明视觉和色觉。视盘是视网膜神经节细胞发出的无髓神经纤维轴突汇集、向视中枢传递部位,无视感受器细胞,在视野中为生理盲点,位置在黄斑鼻侧约4mm,较黄斑中心凹高约0.8mm,呈圆形盘状、边界清晰,病理情况下视盘大小和形态可有明显变化。黄斑区神经纤维以水平缝为界,呈上下弧形排列到达视盘颞侧,形成视盘黄斑纤维束,其颞侧周边部的纤维也以同样排列方式,从黄斑纤维束的上下方分别汇入视盘,视网膜鼻侧上下部的纤维则是直接向视盘汇集。
二、视神经
视神经(optic nerve)解剖上从视盘开始,呈束状穿过巩膜筛板后成为有髓神经纤维轴突,经眼眶后部的视神经孔进入颅内,两侧在蝶鞍上方汇合形成视交叉。视盘表层的血供主要来自视网膜动脉血管的分支,其余位于筛板前部分则由视盘周围的脉络膜血管分支供应,巩膜筛板区域的这段由后睫状短动脉供应,筛板后的视神经部分接受来自视网膜中央动脉的血液供应,眶内段其余部分、管内段、颅内段部分则主要由眼动脉分支和颈内动脉分支营养。
视神经全程可分为四部分:球内段、眶内段、管内段和颅内段。
1.球内段
长约1mm,自视盘起至巩膜后孔出口处止,筛板以后部分有髓鞘包裹,由眼球内向外走行经过筛板,直径增大变粗。视神经的中央通过视网膜大血管,黄斑纤维在其颞侧的上、下方,直到视神经离开眼球后10~15mm,视神经中央轴心部位已无视网膜中央血管,黄斑纤维才逐渐移至轴心。该段的血液主要由Zinn-Haller环供应,它是由数支睫状后短动脉在视神经的鼻侧和颞侧穿入巩膜,在视神经周围的巩膜内互相吻合而成。
2.眶内段
长25~30mm,起自巩膜后孔,至视神经管的眶口,呈S形弯曲,长度和形状利于眼球转动对其牵拉。在眶尖部,Zinn总腱环环绕视神经,在眼球后8~15mm处,视网膜中央动静脉自下内方穿入视神经内,最后由视盘穿出再分支。这段最长视神经部分主要由眼动脉分支供应营养,此外,还有泪腺动脉和脑膜中动脉分支供应。
3.管内段
长6~10mm,是视神经由视神经管的眶口处到颅腔入口的一段,来自颈内动脉的眼动脉也经视神经管进入眶内,供应眼的血流,二者关系密切,眼动脉多走行于视神经下方或外下方,因此,视神经管减压术行管内视神经鞘切开部位在鞘的内上壁和内壁交界处较安全,可避免损伤眼动脉。
4.颅内段
长约10mm,为颅腔入口至视交叉部分的一段,位于蝶鞍之上。主要由大脑前动脉和颈内动脉分支供应血液。
黄斑乳头束的神经纤维在视盘内及视神经离开眼球10~15mm以内这段位于颞侧,然后转入视神经的轴心,至接近视交叉处,视网膜颞上象限的神经纤维居正上方,鼻下象限者居正下方,颞下象限者居颞侧,鼻上象限者居鼻侧。一侧视神经的损伤可以导致伤侧视野的改变,而对侧视野完好无损;若损伤或病变位于视神经后段近视交叉前角处,则引起患侧视野完全丧失,对侧颞上象限的视野缺损。
三、视交叉
视交叉(optic chiasm)横断面呈椭圆形,位于蝶鞍之上约10mm,由两侧视神经会合形成,前方与左右两侧视神经相连组成视交叉前角;中央部分称视交叉体部;后方与两侧视束相连为视交叉后角。
视交叉与下方的蝶鞍及脑垂体之间的相互位置变异较大,位于蝶鞍上方视交叉沟上和蝶鞍正上方者为前置位,位于蝶鞍稍后、其后缘恰在鞍背之上者为正常位,全部位于鞍背上方或鞍背后边者为后置位。视交叉下方脑垂体肿瘤生长可导致视交叉受压,引起视野损害,而垂体肿瘤压迫视交叉的部位不同,引起视野缺损不同。如视交叉为前置位,肿瘤首先压迫视交叉后部,黄斑纤维较早受损,中心视力较早受到影响;后置位视交叉有可能使肿瘤完全在两侧视神经之间发展,不影响视交叉或仅压迫到前缘;正常位视交叉直接受到垂体肿瘤自下向上压迫视交叉体部,导致双眼颞侧偏盲。视交叉的血液供应主要来自颈内动脉和大脑前动脉分支、后交通动脉,其前上方为大脑前动脉及前交通动脉,后上方为第三脑室,第三脑室底部前端在视交叉的前后分别形成视隐窝和漏斗隐窝,颅内压增高引起脑室扩大时,前后隐窝的扩大压迫视交叉也可导致典型的视野缺损。
视交叉的神经纤维由来自视网膜鼻侧交叉至对侧和来自颞侧不交叉的两组纤维组成。来自视网膜的神经纤维走向视交叉过程中发生90°旋转,上半部的交叉纤维居视交叉上层,在同侧形成后膝,下半部的交叉纤维居视交叉下层,在对侧形成前膝,然后分别进入对侧视束;来自视网膜上半部的不交叉纤维,居视交叉同侧的内上方,下半部的不交叉纤维,居视交叉同侧的外下方,进入同侧视束。因此,视交叉的病变主要表现为交界性暗点、双眼颞侧偏盲和同向偏盲的视野缺损。
四、视束
由视交叉向后至外侧膝状体、长4~5cm的一段视路神经纤维束称视束(optic tract),包括来自同侧视网膜颞侧的不交叉纤维和对侧视网膜鼻侧的交叉纤维。不交叉纤维居视束的背外侧,交叉纤维居视束的腹内侧,黄斑纤维由中央逐渐移至背部。视束的前段从蝶鞍上面由内向外越过动眼神经,由颈内动脉和大脑后动脉的后交通支供应血液,中段在半月神经节越过大脑脚中部的锥体束,后段位于海马沟的深层,由前脉络膜动脉营养。
视束进入外侧膝状体之前分为内、外两根,外根较大,几乎包含全部视觉纤维,终止于外侧膝状体,每一视束的外根终止于外侧膝状体之前约有20%视觉纤维离开视束,经四叠体上丘臂,终止于中脑顶盖前核,这些神经纤维是瞳孔对光反射的传入纤维;内根较小,所含纤维主要是两侧视束的联合纤维,终止于内侧膝状体,与视觉无关,而与视觉反射及整合眼球运动机制有关。
一侧视束的病变,可引起病变对侧的双眼同向偏盲,视束中伴行的瞳孔纤维损伤,还可出现Wernicke偏盲性瞳孔强直,即光照偏盲侧对应视网膜,引起瞳孔反应或瞳孔反射减低,而光照正常视野一侧对应的视网膜瞳孔反应正常。
五、外侧膝状体
外侧膝状体(lateral geniculate body)是人类最主要的初级视觉功能核团,属于间脑的一部分,位于大脑脚的外侧,丘脑枕的外下方,豆状核后面的内囊纤维内侧,由前脉络膜动脉和大脑后动脉供应营养。
外侧膝状体由白质和灰质相间构成,视束的有髓神经纤维组成白质,灰质是视觉纤维终止处的外侧膝状体节细胞核。灰质分腹核和背核两大核团,腹核与视觉无关,视路的周围神经元在背核终止,然后转换神经元,即外侧膝状体的节细胞,由节细胞发出纤维组成视放射。视束的视觉纤维止于外侧膝状体灰质背核之前,黄斑纤维居背侧,视网膜上半部纤维居腹内侧,下半部纤维居腹外侧。
外侧膝状体的原发病较少,主要由附近组织的病变累及,引起的视野和眼底改变可以和视束病变相同,也可以和视放射前部的病变相同,出现双眼一致性同向偏盲,可伴有丘脑及锥体束受损体征。
六、视放射
视放射(optic radiations)属于后段视路,指外侧膝状体到枕叶视皮质之间的一段视路,由视觉纤维从外侧膝状体灰质的节细胞交换神经元后发出的视觉纤维组成。其纤维向后通过内囊和豆状核的后下方,然后呈扇形分开,开始呈垂直排列,在接近纹状区向外旋转90°,同时分成背侧、外侧和腹侧三束,其中背侧和外侧两束均经颞叶、顶叶髓质向后止于枕叶;腹侧束则向前外方走向颞叶,绕过侧脑室下角前端,形成一凸面向外的Meyer环,最后终止于枕叶皮质的纹状区。视网膜黄斑纤维居视放射中部,来自视网膜上方纤维居背部,下方纤维居腹部,交叉与不交叉纤维混合在一起。视放射纤维除了来自外侧膝状体的传入纤维外,还有从枕叶皮质到外侧膝状体、丘脑、上丘和动眼神经核的传出纤维。
视放射病变引起的视野缺损为典型的双眼同向偏盲,因视放射行程中经过大脑颞叶、顶叶和枕叶,以及内囊和豆状核的后下方,不同部位的病变视野改变不同,并且可伴有不同的神经症状。
七、视皮质
视皮质(visual cortex)位于大脑枕叶皮质,分为纹状区(Brodmann第17区)、纹旁区(18区)和纹周区(19区),为人类视觉的最高级中枢,视觉信息先到达纹状区皮质,再转送到视觉联合区皮质的18区、19区和其他分析脑区进行分析。视皮质的面积虽然只占整个大脑皮质总面积的3%,但其神经元数却占大脑半球皮质神经元数的10%,且与视网膜象限有严格的定位关系。纹状区也称第一视区,在水平距状裂处分为上、下两唇,来自视放射的有髓纤维和皮质内联络纤维在此区形成明显、甚至肉眼可见的白纹。每一侧半球的纹状区,接受同侧眼颞侧和对侧眼鼻侧的视觉纤维投射,两眼同侧视网膜上、下象限的纤维,终止于距状裂上、下唇。黄斑部纤维终止于纹状区最后部的枕极,视网膜周边部纤维投射到纹状区中部。虽然在视网膜上黄斑区和其余视网膜在面积上相差甚远,但在枕叶视皮质的视网膜代表区,黄斑和周围视网膜代表区面积的大小却非常相近。
枕叶病变主要为血管病和脑外伤引起枕叶皮质区的损害,出现对侧的一致性同侧偏盲伴黄斑回避,黄斑回避多由于纹状区的双重血液供应引起。一侧纹状区的最前端受损,视野改变表现为病灶对侧单眼的颞侧新月形视野缺损,患者往往感觉非常周边的暗影;枕叶后极的局限性损害,表现为病灶对侧双眼的同侧偏盲性中心暗点;双侧枕叶皮质广泛损害,则表现为皮质盲,即双眼完全盲,但瞳孔光反射灵敏、眼底正常。
(唐维强 魏世辉)