我们现正处于大力开发右脑的时代,我们将迎来全脑大发展的大革命。从爬虫类的脑干到灵长类的大脑(新皮层)是由脑膜所支持和保护的,均为围绕神经管的进化发育而发展,逐层完善的,例如,早期的脊髓软膜腔渐增有蛛网膜腔,硬膜腔。随神经管的发育进化出现中央管、第四脑室、中脑导水管、第三脑室、侧脑室、室间孔等,也逐渐健全了脑内脑外的脑脊液循环通路,由于脑脊液循环的健全,保护了神经系统,保证了其新陈代谢、存活和发展,因此促进了中枢神经系统的发育和完善,才出现人类具有优于其他动物的灵感、思维、语言。由于人类直立行走,用手劳动,多用右手,可能因此出现左右脑功能的区别,今后为了使人类全脑的发达,应从小提倡爱好运动,锻炼左右手的平衡作用,进行教育改革,全脑学习的大革命,人类必将取得事半功倍身心全面发展的进步,学习便成为非常容易的事了!
二、侧脑室系统是人类大脑的奥秘所在
通过我们的猕猴实验结果,结合前述有关脑屏障功能等资料,可见中枢神经系统结构和功能的确很复杂,犹如神秘的城堡一样。例如整个中枢神经系统绝大部分区域均有上述血脑屏障结构,但是有相对较小的部位没有血脑屏障结构,这部分较特殊的区域都围绕在脑室周边,这个特殊区域里的毛细血管或血窦的内皮细胞均有孔或裂隙,有利于脑与脑脊液间物质交换,进行新陈代谢,在病理情况下,致病原如细菌,病毒等也可能从血流经过这些特殊区而进入中枢神经系统,面对这“利弊相兼”“相辅相成”的维妙功能,为了维持脑内环境恒定,血脑屏障起到了关键的作用。由于脑脊液的产生95%来自侧脑室脉络丛上皮细胞的分泌,脑脊液循环和颅内压稳定主要靠脑室间孔的调节,通过我们的猕猴实验,进一步看出脑室间孔不仅具有调节脑脊液流动和颅内压的作用,而且更是脑内环境稳定的根本保证,也是中枢神经系统高级功能如意识、思维、精神、情感、语言、智慧、预见、直觉、创造等等功能的存在和发展的先决条件,综上所述,大家可以清楚认识到:侧脑室系统是大脑内环境稳定最关键之结构,因其中有循环不止的脑脊液及不间断的脑血液循环,提供脑丰富的营养物质,还有完善的血脑屏障功能保证脑的保护机制和代谢的进行,同时有结构严密的脑室间孔的特殊功能,起调节脑脊液的流动和维持颅内压稳定的作用,由此可见脑室系统极端的重要性。脑室系统是物种进化,自然选择,“巧夺天工之作”,仿佛新疆的天山有天池蓄着滋润大地万物的甘露一样,脑室系统有了正常脑脊液循环,才能完成脑细胞的物质代谢,才有生命和智慧灵感的不断出现,所以,公元200年Galen说“脑脊液可以反映很多中枢神经系统疾病的异常生理病理状态,并可能参与许多迄今未能认识的功能。因此目前公认脑脊液的确是一种生命的灵魂(Vital spirit)”的预言是非常正确的,我们上述科研成果已证实此看法的无限生命力。
三、脑室间孔是调节脑脊液循环的闸门
颅内压是脑、颅内血容量及脑脊液产生压力的总和。颅内压增高的原因一般认为包括脑脊液增多,颅内血液容积增高,脑容积增加,占位性病变等,对于脑实质来说,以压缩体积达到调节颅内压是困难的,而颅内液体量的变化(脑脊液和脑血流量)较大,所以在颅内压调节中起主要作用。一般认为血管张力是决定脑脊液压力较为重要的可变因素,而本次我们的实验发现当猕猴侧脑室容量增加,压力随之增高达一定水平时,颅内压可突然骤升,脑室间孔开放,随颅内压之上升,脑灌注压下降,脑血流量减少,符合Lang-fitt容量/压力关系曲线规律,严重时可致中枢性呼吸衰竭;而脑动脉压初期稍有上升,继后无大变化,直至呼吸衰竭后仍未见下降,此结果证实急性侧脑室容量增加致压力随之增高时,脑室间孔的作用较血管张力远为重要之颅内压可变因素,此为治疗颅内高压症提供了重要依据。例如因脑室容量增加所致颅内高压伴中枢性呼吸衰竭,最直接而迅速的疗法即行硬膜下穿刺放液或侧脑室穿刺抽液较用扩血管药、呼吸兴奋剂或脱水剂更直接有效。这是因为按上述容量/压力曲线规律,行硬膜下穿刺抽液即可使颅内压降至临界点以下,迅速恢复到正常颅内压。
早年的脑脊液生理学研究表明,脑脊液的循环全部从随机的方式发生,它依赖于动脉的搏动、呼吸、身体移动和体位等,然而,同位素标记实验已证明了脑脊液流向的恒定形式。我们采用9只猕猴的实验也证实脑脊液流向的恒定形式,更发现脑室间孔存在一定的容量/压力关系,存在一种调节界面能决定其开合,以调节脑脊液的流动与维持颅内压的稳定。
临床上常见的高颅压病人出现暂时性、发作性的颅压急性升高和症状恶化,对于其机理曾有各种说法,近年来临床上应用连续测颅压方法,发现这种急性发作的症状恶化几乎都伴有一种所谓“高原波”或“平顶波”形式的急性颅压增高。这些机理至今尚未清楚。我们的实验发现,脑室间孔处的确存在容量/压力关系,即存在一种调节界面,由于其存在似可解释在一定容量/压力范围内出现高原波或平顶波。当颅内压高于6.67kpa(50mmHg)时为何很少发生高原波?考虑除脑和血容量因素外,侧脑室容量/压力超出上述临界值,使脑室间孔开放,侧脑室脑脊液流入第三脑室以下,可缓解侧脑室的压力,而在一定程度上保持了颅内压的稳定,可能因此而建立不起高原波。我们的实验颅压之变化以及注液前后侧脑室大小不变的事实,支持了此主张。Lam等报道当脉络膜丛囊肿位于脑室间孔处,阻碍脑脊液流动时则产生颅内压升高的症状,切除囊肿后症状解除,此表明与脑室间孔调节脑脊液流动及颅内压之作用有关,Winker报道,婴儿脑脊液的彩色数码回声深度记录器流动成像和光谱分析,观察到在婴儿哭、吸吮、腿活动期间和采用腹或前囟触诊,发现脑脊液流动主要在大脑导水管内,但也见到在脑室间孔,第三脑室,第四脑室和马氏孔,除相连与室间孔处外,脑脊液流动未见于路氏孔或侧脑室内,另有duBoulay等在人体行脑室造影时,用X线电影照相术观察脊髓蛛网膜下腔,小脑延髓池和基底池蛛网膜下腔及脑室内的脑脊液搏动情况,发现在脑室系统中,以第三脑室内的搏动最明显,表现为与颅内动脉扩张相适应的,在两侧丘脑之间节律性挤压现象,使脑脊液被压向大脑导水管方向移动,脑底脑池内也有明显的搏动,脑室间孔处仅有轻微的搏动,而侧脑室内则几乎没有搏动。综上情况提示国外的研究仅涉及脑室间孔的边缘,因此,我们的实验发现则是突破性地揭示脑室间孔现象之本质,即脑室间孔存在调节脑脊液(CSF)流动而稳定颅内压的重要作用。
(第三节) 我国儿科界对颅内高压
成因认识的新进展及展望 我国儿科界同仁对颅内高压成因认识的新进展:
脑室系统犹如心脏及其循环系统一样有系统,人类除有动静脉循环外,早有脑脊液循环,无非此方面的知识还不够普及,以致一般老百姓,甚至非临床有关专业医务人员也有不大了解,不太熟悉者。现在看来脑室系统可能是比其他系统更为高级的重要系统。因此,对脑室系统有必要进行宣传普及或复习。其实对颅内压三大成因(血管因素、脑实质因素、脑脊液因素)的认识也在逐步发展深化,在国内诸福堂氏实用儿科学第一版(1957)已引用秦氏1940年报道的一例小儿中毒型菌痢,尸检脑白质有水肿。至1973年版实用儿科学,已单独列出了颅内压增高症一节。详细地描述感染所导致的小儿急性颅内压增高症,在国内外均属对本症全面描述较早的教科书。
20世纪60年代钱潮等(1961)报道以阿托品为主综合治疗小儿中毒型菌痢明显降低了该病的病死率。作者发现所有呼吸衰竭患儿眼底检查均有眼底动脉的显着痉挛与静脉扩张,认为中枢神经系统症状因细菌内毒素与代谢产物导致脑血管痉挛,脑组织缺血、缺氧而引起脑水肿。应用阿托品可解除脑及全身血管痉挛,改善微循环,从而降低了中毒型菌痢的病死率。
20世纪70年代祝寿河(1979)支持钱潮的观点,改用毒性较低的山莨菪碱(654-2)治疗暴发性流行性脑脊髓膜炎,降低病死率至8.9%。认为中毒型菌痢与流行性脑脊髓膜炎等病,均可因血管痉挛、脑缺血、缺氧,导致脑血管壁损伤与血浆外渗而引起脑水肿,强调应用解除血管痉挛药的重要性。关于莨菪类药物,由于它有扩血管作用,故是否适用于治疗小儿急性脑水肿目前国内外尚有争议。然而,国内已有很多报道,应用莨菪类药物治疗小儿急性感染性脑水肿获得显着效果,本人于1959年在北京儿童医院实习,亲自在传染科参加抢救许多中毒型菌痢病儿,深深地体会到早期使用阿托品可以较快控制惊厥,当极早期出现1-2次/分中枢性呼衰型呼吸时,立即加密(3-5分钟静脉注射1次)并加大剂量静脉推注阿托品加洛贝林即可见到许多病儿转危为安,痊愈出院。本人认为脑血管扩张药的应用,关键应在急性感染性脑水肿的早期使用较合情合理,使用前根据眼底镜见动脉痉挛为指征更稳妥。
20世纪70年代中后期(1976年)湖南医大儿科报道85例小儿感染性脑水肿,36例小儿感染性休克合并脑水肿,与52例尸检证实的小儿脑水肿,在此基础上提出小儿急性脑水肿的临床诊断标准。并对小儿急性脑水肿的治疗提出辩证地进行“边补边脱”液体疗法方案,修正了传统的过分限制液体入量的方案。该诊治方案在国内已推广应用于10个省市1494例小儿脑水肿,降低了病死率,并在日本,德国等国召开的国际会议进行交流,该校又用伤寒内毒素与百日咳菌液,在国内外首创类似于小儿感染性脑水肿的动物模型(兔),进行形态学,组织化学,酶,同位素,自由基与脑组织钙等研究。证明该模型为一急性弥漫性混合性(既有血管源性又有细胞毒性)脑水肿。在该模型筛选有效治法,证明甘露醇(30分钟疗效最显),二甲亚砜等有明显疗效,能降颅内压力与脑组织水分含量。以上资料说明国内在研究小儿脑水肿与颅内高压不但起步较早,且研究成果多较国外领先。
20世纪90年代初(1992年)我们(原广州市妇婴医院儿科)在临床发现脑室间孔开合现象后,经历时5年的研究,包括作猕猴实验与临床实践反复验证,结合有关文选资料,可说我们对颅内高压成因第三个因素(脑脊液因素)有了更进一步的认识,揭示了脑室间孔的奥秘:①脑室间孔的确存在开合现象②脑室间孔具有调节脑脊液流动与保持颅内压稳定之作用③脑室间孔调节脑脊液流动与颅内压稳定是脑屏障功能正常和脑内环境稳定的根本保证,说明脑脊液的确是一种生命的灵魂存在的基本条件④启示我们必须深入研究脑室间孔、脑室系统及脑脊液循环这条途径,进行诊治中枢神经系统疾病,可能为最直接之简、便、验的通道,亦是研究生命科学的捷径。
在上述科研成果基础上展望未来,我们认为:
1.关于脑室间孔开合的机制有必要作更深入研究,采取更新的科技手段确定是肌源性直接作用或肌源或肌源及神经性作用;或神经体液性因素或几方面的综合作用,以便开拓防治颅内高压,避免脑疝以便开展颅内用药治疗脑积水,脑水肿等新疗法。
2.在紧急情况下,经头颅B超(有必要时作颅CT或MR)确诊后向侧脑室直接抽液或/和注药治疗或直接行硬膜下穿刺放液对中枢性呼吸衰竭是值得进一步推广研究应用的急救方法。
3.与脑外科生物机械工程学专家、电子工程学专家、自动化专家、医疗器械师、B超、放射科等医师专家合作研制多功能纤维脑导管等器械。
4.与脑外科、局部解剖专家,放射科专家等合作,寻找临床上更便于使用穿刺取脑脊液的途径。
5.与生化学、遗传学家等合作,专门研究脑脊液的微量元素,氨基酸成分,细胞学分析和神经遗传代谢性疾病酶学测定及基因分析等病因诊断的研究。(例如小儿精神病,神经行为异常,孤独症Asperger病(即IQs正常之孤独症)等)。
6.应进一步深入了解人类侧脑室(不知可否称大脑室?),这天然适之天成的迷宫如何配制,保存,此宝贵的脑脊液,发挥人类生命的灵魂的作用。