早期前庭代償與中樞前庭可塑性研究進(jìn)展

不穩(wěn)定和空間定向障礙等癥狀，嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量[2-3]。幸運(yùn)的是，能障礙，機(jī)體在數(shù)日后會(huì)逐漸減輕和改善，該現(xiàn)象被稱為前庭代償[1,4-6]。初級(jí)前庭傳入神經(jīng)在進(jìn)入腦干時(shí)分為上行支與下行支，投射到VN的二級(jí)神經(jīng)元(即與耳蝸神經(jīng)核毗鄰的前庭神經(jīng)核團(tuán))。上行支終止于小腦或VN的喙側(cè)，下行支投射到VN的尾側(cè)端[12-13]。VN位于腦干的腦橋和延髓，以及第四腦室側(cè)壁，延伸至小腦底部和腦干頂部的交界處[14-15]。VN包括前庭上核(scleus,DVN)、前庭內(nèi)側(cè)核(medialvestibularnucleus MVN是前庭核復(fù)合體中體積最大、研究最廣泛的腦區(qū)之一[16]。尾側(cè)MVN絨球浦肯野細(xì)胞的輸入[9,18]。單側(cè)迷路切除術(shù)(unilaterallabyrinthectomy,UL)或單側(cè)前庭神經(jīng)切斷術(shù)(unilateralvestibularneurectomy,UVN)是研究前庭代償?shù)慕?jīng)典動(dòng)物模型[19-23]。UL或UVN誘導(dǎo)的兩側(cè)MVN神經(jīng)元靜息活動(dòng)不對(duì)稱，導(dǎo)致靜態(tài)前庭一眼反射和前庭靜態(tài)前庭癥狀，如自發(fā)性眼球震顫、姿勢(shì)不對(duì)稱、頭傾斜及翻滾運(yùn)動(dòng)等[24-25]。UL導(dǎo)致同側(cè)前庭外周傳入的永久性喪失，隨后，通過(guò)該前庭代償過(guò)程，導(dǎo)致前庭-小腦-前庭的抑制性神經(jīng)回路形成，從而促進(jìn)雙側(cè)前庭核團(tuán)興奮性水平的再平衡(圖1)[7,26-27]。平衡前庭核絨球失衡前庭核再平衡前庭核0外周前庭系統(tǒng)外周前庭系統(tǒng)外周前庭系統(tǒng)外周前庭系統(tǒng)外周前庭系統(tǒng)外周前庭系統(tǒng)前庭代償后生理狀態(tài)單側(cè)損傷前庭核前庭核前庭核絨球絨球注：紫紅色箭頭為興奮性傳遞；藍(lán)色箭頭為抑制性傳遞；VN為前庭核接受來(lái)自于外周及上游腦區(qū)的支配，神經(jīng)元活動(dòng)處于平衡狀態(tài)；B:當(dāng)單側(cè)外周前庭損傷后，失傳入導(dǎo)致?lián)p傷側(cè)VN神經(jīng)元活動(dòng)下調(diào)，而對(duì)側(cè)處于較高水平，兩側(cè)神經(jīng)元活動(dòng)失平衡；C:前庭代償使得兩側(cè)VN神經(jīng)元電活動(dòng)達(dá)到新的平衡二、前庭核的中樞投射通路來(lái)自半規(guī)管的神經(jīng)沖動(dòng)主要投射到MVN與SVN,而源自耳石器官的沖動(dòng)則投射至LVN與MVN[28]。為了滿足機(jī)體的平衡需求，VN接收并整合來(lái)自半規(guī)管及耳石器官的神經(jīng)沖動(dòng)，并通過(guò)不同通路進(jìn)行精準(zhǔn)投射(圖2)[9,12,29-31]。1.眼動(dòng)通路：通過(guò)接收來(lái)自VN的沖動(dòng)傳入，以調(diào)節(jié)眼眶中眼球的位置，從而使機(jī)體在行走或跑動(dòng)時(shí)能夠清晰地觀察周圍環(huán)境。此外，VN還接收來(lái)自小腦的直接神經(jīng)傳入，如小腦蚓部與絨球小結(jié)葉。小腦結(jié)構(gòu)與VN之間的緊密聯(lián)系是前庭功能損傷后康復(fù)的基石，旨在改善前庭一眼動(dòng)反射(vestibulo-ocularreflex,VOR)與前庭-脊髓反射(vestibulo-spinalreflex,VSR)的動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)協(xié)調(diào)眼球和頭部的運(yùn)動(dòng)[32-33]。小腦迷路pvyvy迷路本體感覺(jué)前角丘腦/下丘腦小腦海馬脊隨注：VN為前庭核；丘腦/下丘腦小腦海馬脊隨圖2前庭核與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的聯(lián)系A(chǔ):VN可分為SVN、LVN、MVN及DVN等亞核，并接受整合來(lái)自迷路(如半規(guī)管及耳石器官)的神經(jīng)沖動(dòng)，MVN是與凝視和姿勢(shì)穩(wěn)定有關(guān)的前庭信號(hào)主要中繼站，負(fù)責(zé)向小腦的絨球小結(jié)葉區(qū)域傳遞信號(hào)，同時(shí)向多個(gè)中樞前庭通路(如前庭皮質(zhì)通路、前庭眼動(dòng)通路和自主神經(jīng)通路等)進(jìn)行投射；B、C:VN接受與空間中身體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的感覺(jué)信號(hào)的傳入(B),并投射到與凝視和姿勢(shì)穩(wěn)定以及植物調(diào)節(jié)和認(rèn)知功能相關(guān)的腦區(qū)(C);D:VN與脊髓下行通路之間也存在聯(lián)系(即外側(cè)及內(nèi)側(cè)前庭脊髓通路、網(wǎng)狀脊髓通路),負(fù)責(zé)姿勢(shì)與步態(tài)2.脊髓下行通路：VN與脊髓下行通路存在聯(lián)系，包括外側(cè)和內(nèi)側(cè)前庭脊髓通路以及網(wǎng)狀脊髓通路，負(fù)責(zé)姿勢(shì)與步態(tài)的調(diào)節(jié)[34-36]。3.VN與網(wǎng)狀激活系統(tǒng)和自主神經(jīng)系統(tǒng)之間存在緊密聯(lián)系。當(dāng)前庭外周器官受損時(shí)，出現(xiàn)如面色蒼白、出汗、惡心和嘔吐等自主神經(jīng)癥狀[37-39]。運(yùn)動(dòng)感知[40-41]。先前的研究表明，前庭皮質(zhì)通路包括來(lái)自SVN、外側(cè)核丘腦、頂葉以及顳葉皮層的投射纖維[40,42-44]。大細(xì)胞和小細(xì)胞[16,45]。大細(xì)胞的平均長(zhǎng)軸為17.5μm,這些多級(jí)細(xì)胞位于外部區(qū)域，主要由谷氨酸(glutamicacid,Glu)能神經(jīng)元組成[45]。小細(xì)胞組[46-48]:第1組通過(guò)連合纖維連接兩側(cè)前庭核；第2組投射到動(dòng)眼神經(jīng)核；地突觸抑制[51]。Shi等[52]利用改進(jìn)的狂犬病病毒逆行追蹤和Cre依賴的遞興奮性傳入信號(hào)所必需的[53-54]。研究顯示，在單側(cè)外周前庭損毀時(shí)，G [57-58]。Shi等[59]利用改進(jìn)的狂犬病病毒逆行追蹤和Cre依賴的AAVs側(cè)網(wǎng)狀旁巨細(xì)胞核、腦橋網(wǎng)狀核尾部[35,59]。上述前庭神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)VN的投經(jīng)元電活動(dòng)再平衡[8-9,26,60-63]。5]。Cirelli等[66]研究了大鼠UL后3、6、24h的c-Fos表達(dá)模式，發(fā)現(xiàn)相關(guān)的腦區(qū)均未觀察到c-Fos表達(dá)。在此基礎(chǔ)上，Li等[68]采用RT-qPCRKB(nuclearfactorkB,NFkB)在8h上調(diào)，持續(xù)1d,并在3d恢復(fù)到接近n-SOD)上調(diào)稍延遲，在第3天時(shí)達(dá)峰值，并在第15天時(shí)恢復(fù)正常水平[69]。的分化[69]?？毡磉_(dá)模式[19,70]。例如，Zhou等[71]研究發(fā)現(xiàn)大鼠術(shù)側(cè)MVN中腦源性數(shù)天也發(fā)生改變[72,74-75],Wang等報(bào)道了5-HT和去甲腎上腺素(Norep平僅在UL后1d顯著升高[74]。在前庭代償期間，與GABA受體h后逐漸降至基礎(chǔ)水平[63]。研究指出，UL后第1天，術(shù)側(cè)MVN中H1、H2和體能夠改變前庭神經(jīng)元的興奮性，從而促進(jìn)前庭代償?shù)倪M(jìn)程[77-80]。ctivatedpotassiumchanne躍電流刺激的敏感性則顯著升高[83]。還發(fā)現(xiàn)前庭綜合征急性期給予apaminicotropin-releasingfactor,CRF)后3個(gè)月完全消失時(shí)，這些神經(jīng)激素的表達(dá)也逐漸恢復(fù)正常[85-88]。在猴U發(fā)作時(shí)，血管加壓素[90-91]、皮質(zhì)醇[92],或甲狀旁腺激素水平顯著升高經(jīng)元是如何在外周前庭損傷后形成的呢?Rastoldo和Tighilet等[94]提出了性機(jī)制，并在VN內(nèi)發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，如神經(jīng)發(fā)生。展望未來(lái)，首先，相關(guān)研究需NE能等)神經(jīng)元在前庭代償期間的作用，并闡明前庭神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)如何精準(zhǔn)地調(diào)節(jié)生參與前庭代償?shù)默F(xiàn)象引發(fā)了我們新的思考，有必要對(duì)VN中新生神經(jīng)元的起源rsystem[J].PurinergicSignal,2022,18(2):165-176.DOI:10.1007/s[2]FengS,ZangJ.Theeffectofaccompaonpatientswithdifferentvestibularsyndromes[J].osci,2023,15:1208392.DOI:10.3389/fnagi.2023.1208392.andcomorbidityindifferentvestibularvertigosyndromes.Resultsofaprospectivelongitudinalstudyoveroneyear[J].JNeurol,2009,256(1):58-65.DOI:10.1007/s00415-009-0038-8.[4]時(shí)海波.前庭代償機(jī)制研究新進(jìn)展及其臨床意義[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2016,36(9):1346-1350.DOI:10.3969/j.issn.1674-8115.2016.09.017.2021,101(26):2095-2098.DOI:10.3760/112137-202bulardamage[J].EurJNeurosci,2002,15(11):1719-1727.DOI:10.1046/j.1460-9568.2002.02[7]SwamySumanN,KumarRajasekaranA,YuvarajP,etal.Measureofcentralvestibularcompensation8(5):441-446.DOI:10.5152/iao.2022.21207.[8]TighiletB,Chabbeeryaftervestibularloss[J].sofvertebratevestibularneurons:function,developmentandplasticity[J].ProgNeurobiol,2005,76(6):349-392.DOI:10.1016/j.pneurobio.2005.10.002.[10]LacourM,HelmchenC,VidalPP.Vestibularcompensation:theneuDOI:10.1007/s00415-015-7903-4.[11]JamaliM,MitchellDE,DaleA,etal.NeuronaldetectioDOI:10.1113/jphysiol.2013.267534.[12]Büttner-EnneverJA.Patternsofconnectnuclei[J].AnnNYAcadSci,1992,656:363-378ticus):VI.Afferentsfromthecerebellum[J].JCompNeurol,1981,20ericperspective[J].FrontNeuroanat,2021,15:806815.Dfnana.2021.806815.Neurol,2003,10(4):235-240.DOI:10.1016/s1071-9091(03)00076-7.[16]BarmackNH.Centralvestibularsystem:vestibteriorcerebellum[J].BrainResBull,2003,60(5-6):511-541.DOI:10.1016/s0361-9230(03)00055-8.[17]ItoJ,MatsuokaternuclearconnectionofvestibularnuclearcompleainRes,1985,341(1):73-81.DOI:10.1016/0006-8993(85)91474-x.[18]SchuergerRJ,BalabanCD.Immunohistochemicaldemonstrationofrrnucleiinrats[J].ExpBrainRes,07/BF00229022.esusmonkey[J].JNeurophysiol,1988,59(2):370-393.DOI:10.1152/jn.[20]SimonF,PericatD,Djianyrinthectomy(UL)andunilateralvestibularneurectomy(UVN)[J].JNeurol,2020,267(Suppl1):51-61.DOI:10.1007/s00415[21]PéricatD,FarinaA,Agavnian-CouquiaudE,eirreversibleunilateralvestibularloss:Anovelralarpathology[J].JNeurosciMethods,2017,283:83-91.DOI:10.1016/j.jneumeth.2017.04.001.neurectomy[J].ActaOtolaryngol,1973,76(4):229-238.DOI:10.3109egulatesvestibularcompensatus[J].CNSNeurosciTher,2024,30(2):e14419.DOI:10.1111/cns.14419.larflocculusunipolarbrushcellsduringvestibularcompensatioBiomedicines,2023,11(5):1298.DOI:10.3390/biomedicines11051298.vestibularnuclei[J].EurJNeurosci,2007,26(1):23-32.DOI:10.11templasticity.Thevestibularcompensationmodel[J].MolNeurobio1991,5(2-4):355-368.DOI:10.1[27]DutiaMB.Mechanismsofvestibularcompensation:recentadvances[J].CurrOpinOtolaryngolHeadNeckSurg,2eenthecerebralcortexandbrainstemvestibularemonkey[J].JCompNeurol,1994,339(3):421-437.DOI:10.1002/265-289.DOI:10.1146/annurev.ne.02.030179.001405.[30]Büttner-EnneverJA.Areviewofotolithpathwaystobrainstemandcerebellum[J].AnnNYAcad(1):1-16.DOI:10.1007/pl00005786.ionsduringvestibularcompensation:roleofthizontalVORrecoveryafterhemilabyrinthectomyinrhesusmonkey[J].JNeurophysiol,2005,94(4):2653-2666.DOI:10.1152/jn.00739.2004.[33]FetterM,ZeeDS,ProctorLR.Effectoflackofvisionandofoccipitallobectomyuponrecoveryfromunilaterallabyrintheesusmonkey[J].JNeurophysiol,1988,59(2):394-407.DOI:10.1152/jn.d-ribotideinvestibulo-sympatheticpathwayneuRes,2016,234(10):2747-2760.DOI:10.1007/s00221-016-4725-2.investibulo-sympatheticpathwayneurons[J].FrontNeuroanat,2016,10:7.DOI:10.3389/fn[36]ParkSE,JinYZ,ol,2017,21(6):675-686.DOI:10.4196/kjpp.2075.ClinNeurol,2016,137:219-229.DOI:10.1016/B978-0-444-63437imPract,2000,30(1):227-249,viii.DOI:10.102001,14(1):11-20.DOI:10.1097/00019052-200102000-00003.motorcontrol,cognition,andemotion[J].CurrOpinNeurol(1):74-82.DOI:10.1097/WC0.0000000000001233.[42]McCallAA,MillerDM,YatesBJ.Descendinginfluenceslospinalandvestibulosympatheticreflnstemtocortex[J].BrainStructFunct,2016,221(3):1291-1308.DOI:[44]FrankSM,GreenleeMW.Theparieto-insularvestibularcortehumans:morethanasinglearea?[J].JNeurophysiol,2018,120(3):1438-1450.DOI:10.1152/dialanddescendingvestibularnucleiinnormalratseraltransectionofthevestibularnerve[J].Act84(1-2):80-90.DOI:10.3109/00016487709123945.stibularnucleusandtheircontributiontovestibularcompensation[J].ProgNeurobiol,2005,75(1):53-81.DOI:10.1016/j.pneurobio.2004.1ntheprimatevestibularnuclei[J].AnnNYAcadSci457.DOI:10.1111/j.1749-6632.1996.tb1rtiesofglutamatergicandGABAergicneuronsiularnucleus[J].JNeurophysiol,2004,92(5):3106-3120.DOI:10.1152/jn.00494.2004.BiolBull,2019,236(2):144-156.DOI:10.1086/701377.view[J].ClinExpPharmacolPhysiol,1999,26(11):937-940.DOI:10.i,2000,21(1):16-19.DOI:10.1016/s0165-6147(99)01413-3.[52]ShiXB,WangJ,LiFT,etal.andpresynapticinputsofGABAergicneuronsinthevesticomplexofmice[J].FrontNeurosci,2022,16:982596.DOI:10.3389/fnins.2022.982596.dietarymanipulation:potentialtreatmentfo2023,15(18):3952.DOI:10.3390/nu15183952.[54]Petroff0A.GABAandglutamatist,2002,8(6):562-573.DOI:10.1177/1073858402238515.[55]ZhengN,RamanIM.Synapticinhibition,excitation,andplasticityinneuronsofthecerebellarnuclei[J].Cerebellum,2010,9(1):-66.DOI:10.1007/s12311-009-0140-6.[56]ShaoM,PopratiloffA,Hiapticionchannelexpressionteralvestibulardeafferentationbularnuclei:roleofglutamatereceptorsandretrogrademessengersnratbrainstemslices[J].ProgNeurobiol,2001,64(6):527-[58]GrassiS,MalfagiaC,PettorossiVE.Effectsofmetabotroptamatereceptorblockonthesynaptictransmissionandtheratmedialvestibularnuclei[J].Neuroscience,1998,87(1):159-169.DOI:10.1016/s0306-45doutputsofglutamatergicneuronsofthevestibulanmice[J].HearRes,2021,401:108159.DOI:10.1016/j.heares.2020.10[60]LiJ,WangP,WangLY,etal.Redistributionoftheastrocytephenotypesinthemedialtomy[J].FrontNeurosci,2023,17:1146147.DOI:10.3389/fnins.2023.1[61]PatersonJM,ShortD,FlatmanPW,etal.Ction[J].JPhysiol,2006,575(Pt3):777-788.DOI:10.1113/[62]BergquistF,RutnergicmodulationofGABAreleaseinthevestibularnucleiofnormalandlabyrinthectomimedialvestibularnucleusfollowingunilaterallabyrinthectomyusing invivomicrodialysis[J].BrainRes,2003,991(1-2):78-83.DOI:1[64]KovácsKJ.Measurementofimmediate-earlygeneactivation-c-fosandbeyond[J].JNeuroendocrinol,2008,20(6):665-672.DOI:10.11[65]HerreraDG,RobertsonHProgNeurobiol,1996,50(2-3):83-107.DOI:10.1016/s0301-0082(9[66]CirelliC,PompeianoM,D′Ascanntheratbrainafterunilaterallabyrinththeuncompensatedan(2):515-546.DOI:10.1016/0306-4522[67]KitaharaT,Saikaressionintheratbrainstemintheprocessofvestibularcompensation[J].ActaOtolaryngolfbrain-derivedneurotrophicfactormRNAinductioninthevestibulo-olivarynetworkduringvestibu21(8):2738-2748.DOI:10.1523/JNEUROSCI.21-08-02738.2001.[69]LibergeM,ManriqueC,Bernard-Demanzevestibulardeafferentation[J].JNeuroinflammation,2010,7:91.Dcleusneuronsafterunilateral08(1):58-66.DOI:10.1016/s0006-8993(01)02600-2.llo-vestibularpathwayduringvestibularcompensation:BDNFsignalinginvestibularcompensation[J].FI:10.1111/febs.13360.vestibularcompensationbyincreasingneurogenesisandremodelingexpressionofpotassium-chlortorinthevestibularnuclei[J].JNeurosci,2016,36(23):6199-6212.DOI:10.1523/JNEUROSCI.0945-16.2016.[73]MaoD,HeZ,XuanW,etal.Effectgnalingonvestibularcomp823-11836.DOI:10.1080/21655979.2021.1997565.leusofrats[J].Biomolecules,2023,13(11):1637.DOI:10.3390/bioml3[75]DutheilS,EscoffierG,GharbiA,etal.GABA(A)rtandantagonistalte reactiveneurogenesisindeafferens[J].JNeurosci,2013,33(39):15555-15566.DOI:10.1523/JNEUROSCI.[76]YamanakaT,HimA,Cameron1997,330(1):65-77.DOI:10.1016/s0014-299ergicsystemduringvestibularcomp2006,573(Pt3):723-739.DOI:10.1113/jphysiol.2006.107805.culusafterunilaterallabyrinthectomy:histaminereceptorsinvestibularcompensation[J].PLoSOne,2013,8(6):e66684.nal.pone.0066684.utestovestibularcompensation[J].JNeurosci,2019,39(3):420-433.DOI:10.1523/JNEUROSCI.1350-18.2018.[81]TighiletB,Bourdetedrats[J].Pharmaceuticals(Basel),2021,14(12):1226.DOI:10.3390/2017,93(1):211-220.DOI:10.1016/j.neuron.2016.11.019.[84]TighiletB,LeonardJ,MourreC,etularneurectomizedcats:Cellularandbehavioralaspects[J].Nerma