身材雖小，本領(lǐng)不少

薛賽賽?吳海濤

神秘莫測(cè)的神經(jīng)系統(tǒng)是由復(fù)雜多樣的各種神經(jīng)細(xì)胞組成的。鮮為人知的是，數(shù)量龐大的神經(jīng)元中有一半以上蝸居在小腦之中。要知道，雖然看起來(lái)毫不起眼的小腦重量上僅占腦部10%左右，但人類小腦皮層的表面積卻高達(dá)大腦皮層面積的70%?80%。在大腦進(jìn)化過(guò)程中，小腦被認(rèn)為是與大腦緊密合作的好伙伴，其伴隨著大腦皮層的發(fā)育一起擴(kuò)張。過(guò)去人們印象中的小腦往往和運(yùn)動(dòng)控制、身體平衡等運(yùn)動(dòng)功能密切相關(guān)，然而隨著研究的日漸深入，人們發(fā)現(xiàn)小腦的作用絕非那么簡(jiǎn)單，其在語(yǔ)言、注意力、獎(jiǎng)賞和決策等高級(jí)認(rèn)知功能中同樣扮演著重要角色，籠罩在小腦表面的神秘面紗正逐漸被揭開(kāi)。

小腦位于大腦和中腦的后方，腦干的上方。從解剖結(jié)構(gòu)上來(lái)看，小腦分為兩個(gè)部分：中部狹窄的小腦蚓部和兩側(cè)膨大的小腦半球。成熟的小腦皮層具有典型的“三明治”結(jié)構(gòu)，包括最外層的分子層，最內(nèi)層的顆粒細(xì)胞層，以及兩層之間由單層浦肯野神經(jīng)元（Purkinje cells，PCs）組成的浦肯野細(xì)胞層。小腦作為重要的運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)中樞，擁有大量的傳入和傳出纖維，可接收來(lái)自大腦的指令并且執(zhí)行和糾正運(yùn)動(dòng)信息，以此來(lái)保持軀體平衡、調(diào)節(jié)肌緊張，同時(shí)也可以協(xié)調(diào)隨意運(yùn)動(dòng)，PCs的存活和功能異常往往會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的后果。

比如，我們有時(shí)會(huì)遇到這樣一類自稱為“企鵝”的患者，他們走路不穩(wěn)，搖搖晃晃，這種稱之為脊髓小腦共濟(jì)失調(diào)的罕見(jiàn)病在臨床上并不多見(jiàn)。該疾病通常與小腦PCs死亡、小腦與脊髓之間的神經(jīng)通路退化有關(guān)，故稱脊髓小腦共濟(jì)失調(diào)癥。病因上其被認(rèn)為是一組由基因變異引起的，以脊髓和小腦損害為主要臨床表現(xiàn)的常染色體顯性遺傳性疾病，根據(jù)不同的致病基因可將其分為40多種亞型，其中最常見(jiàn)的一種是3型。除共濟(jì)失調(diào)外，此病的癥狀還包括構(gòu)音障礙、記憶障礙、眼球運(yùn)動(dòng)異常和吞咽困難等，提示除運(yùn)動(dòng)和平衡外的其他認(rèn)知功能亦有受損。

隨著我們對(duì)小腦的認(rèn)識(shí)從參與運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)的傳統(tǒng)觀點(diǎn)到參與認(rèn)知功能的擴(kuò)展后，小腦認(rèn)知障礙性疾病也逐漸浮出水面。早在1998年，美國(guó)兩位神經(jīng)科學(xué)家就提出了小腦認(rèn)知情感綜合征的概念，他們對(duì)20名局限于小腦疾病的患者進(jìn)行了系統(tǒng)的神經(jīng)學(xué)檢查，在評(píng)估了神經(jīng)和精神功能變化的性質(zhì)和嚴(yán)重程度后，他們發(fā)現(xiàn)在小腦后葉和蚓部病變患者中，往往會(huì)導(dǎo)致思維、注意、工作記憶能力退化和語(yǔ)言缺陷等異常表現(xiàn)，并伴有空間認(rèn)知困難、人格改變、情感遲鈍或失控等異常行為。因而，科學(xué)家將其定義為“小腦認(rèn)知情感綜合征（CCAS）”。目前，小腦認(rèn)知情感綜合征的篩查和診斷主要依賴于神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試。針對(duì)CCAS的治療除依賴于心理醫(yī)生外，非侵入性腦刺激技術(shù)如經(jīng)顱直流電刺激，作為治療小腦功能障礙的方法也越來(lái)越普及。隨著對(duì)疾病發(fā)病機(jī)制理解的不斷深入，未來(lái)分子靶向療法有望得到應(yīng)用。

除此之外，自閉癥譜系障礙的發(fā)病也與小腦有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。在自閉癥患者的驗(yàn)尸報(bào)告中發(fā)現(xiàn)，自閉癥患者的小腦體積減小、浦肯野細(xì)胞數(shù)量減少、形態(tài)受損并且細(xì)胞興奮性降低。近年來(lái)，大腦皮層和小腦皮層之間的功能聯(lián)系也逐漸被揭示。研究發(fā)現(xiàn)，在自閉癥患兒中存在小腦和大腦內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)之間功能連接異常的現(xiàn)象，內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)和小腦之間的這種異常連接可能介導(dǎo)了自閉癥患兒社交互動(dòng)障礙和重復(fù)刻板樣行為。前額葉皮質(zhì)被認(rèn)為是腦部的命令和控制中心，它的功能涉及計(jì)劃能力、決策制定、執(zhí)行功能等。小腦與其之間的功能聯(lián)系為進(jìn)一步深入揭示自閉癥患兒異常行為的神經(jīng)機(jī)制提供了重要線索，同時(shí)也為自閉癥異常行為的干預(yù)提供了更加精確的靶點(diǎn)。

隨著科學(xué)研究的不斷深入和臨床診療技術(shù)的逐漸完善，未來(lái)人們對(duì)小腦的功能必將會(huì)有更深入的了解，針對(duì)小腦疾患導(dǎo)致的各種功能障礙也會(huì)找到更多新興和有效的干預(yù)治療手段。未來(lái)通過(guò)結(jié)合人工智能與類腦智能技術(shù)，也許還能開(kāi)發(fā)出一些受小腦工作原理啟發(fā)的新型類腦芯片或智能裝備，給這個(gè)世界帶來(lái)新的驚喜。