感觉运动整合(sensory-motor intergration)是指感觉输入信号被中枢神经系统整合后辅助运动程序执行的过程。感觉运动功能失调包括过多的和错误的信号传入、错误的中枢加工以及引起特异运动程序的输入-输出环路失匹配。多个脑区参与感觉运动整合环路，包括：初级感觉皮质(S1区)、次级感觉皮质(S2区)、初级运动皮质(M1区)、辅助运动区、基底节区、丘脑、脑干等。有研究者把S1和M1的联合称为感觉-运动皮质。目前众多的影像学、神经电生理、动物模型及临床研究提示感觉运动整合异常是局灶性肌张力障碍(focal dystonia，FDT)的重要机制。FDT是一种常见的运动障碍病，其发病率仅次于帕金森病、特发性震颤，目前其病因及发病机制尚不清楚。多数研究者认为各种类型的FDT存在共同的病理生理机制，因此，我们将感觉整合功能在FDT中的作用进行总结。

一、基于临床表现的证据

在FDT的发病过程中，感觉症状常早于运动症状出现[1]。在运动症状发生前的数周至数月，出现异常的躯体感觉(如不适、疼痛)，患者常自述异常的动作是为了缓解不适的感觉。例如，眼睑痉挛(blepharospasm)患者常主诉干眼或畏光，疼痛的发生率在痉挛性斜颈(cervical dystonia，CD)中高达70%[2]。

肌张力障碍最为显著的感觉现象是"感觉诡计"，病灶邻近躯体的触觉或本体感觉传入信号能改善异常的姿势或动作。感觉诡计现象在CD患者中的发生率高达84%，在眼睑痉挛患者中达81%～86%[3,4]。该现象也常见于其他类型疾病，如口下颌肌张力障碍、书写痉挛。感觉诡计的具体作用机制目前尚不明确，但最近有研究结果提示感觉诡计能够调节主要运动皮质的兴奋性[5]。存在感觉诡计的患者，往往对治疗更为敏感[6]。

FDT患者的基本感觉功能正常，但某些特殊感觉功能存在损害，如时间辨别能力、空间辨别能力、本体感觉等[7,8]。大量研究结果证实FDT患者的短时辨别存在障碍[9,10,11]，即短时间内辨别2个刺激的能力受损。值得注意的是，这种时空辨别障碍可存在于患者未受累的身体部位及先证者的无症状亲属中[11,12]。Kimmich等[13]的任务态功能磁共振研究结果提示短时辨别障碍可能与壳核功能失调有关。FDT患者对关节震动诱导的运动错觉感知能力异常，这种现象也存在于先证者的无症状一级亲属中[14]。Sadnicka等[15]的研究发现，内侧苍白球-脑深部电刺激可显著改善斜颈患者的运动症状，但不能改善其短时辨别障碍，提示感觉异常可能是一种病因学的改变，而并非继发于运动症状。感觉预测能力的损害，提示小脑参与了异常的感觉运动整合过程[16]。

总之，FDT患者的某些特殊感觉功能受损，包括时空辨别障碍、单纯触觉、复合触觉、运动觉、震动觉等。感觉损害可见于各种类型的FDT，也常见于患者未受累的身体部位及先证者的无症状亲属。因此，感觉系统功能失调可能是肌张力障碍的原发性表现，也是各型FDT共有的特征。

二、神经影像学研究

(一)功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)

静息态fMRI显示局灶性手部肌张力障碍(focal hand dystonia，FHD)患者在静息状态下感觉皮质异常活化，包括S1和S2区[17]。研究者通过震动触觉刺激FHD患者的患侧手示指和小指同时扫描MRI获得脑激活图，用于定位分析激活脑区，结果显示每个手指在S1区和后顶叶的空间定位、相对顺序和激活程度均存在异常[18]。与此一致，灵长类肌张力障碍模型的基底节和丘脑的躯体感觉接收范围也存在扩大和重叠。感觉损害不仅局限于受累侧躯体，还可能累及无症状侧躯体对应的脑区。事件相关静息态fMRI显示在没有动作或任务的交互影响下，刺激无症状侧的躯体也可出现感觉皮质的异常激活[18]。这种单侧临床症状、双侧大脑功能损害的现象，提示在受累区域外存在更为广泛的躯体感觉皮质功能异常。除了局部脑区兴奋性改变外，感觉运动皮质的功能连接强度也发生异常改变，这种功能连接强度的改变也可累及无症状侧[19,20]。

任务态fMRI显示执行动作任务时同侧运动前区过度兴奋[21]，反映运动计划区域过度活跃，可以解释随意运动时S1区的过度兴奋。Delnooz等[22]的研究发现，FHD患者症状手对侧的顶叶与运动前区的功能连接强度减低，顶下小叶接受来自颞叶运动区域的投射，参与组成辅助感觉皮质。

(二)磁共振弥散张量成像(diffusion-tensor imaging，DTI)

DTI可通过水分子弥散各向异性分数反映白质纤维束微观结构的完整性。在FDT患者中，连接感觉运动皮质和皮质下结构的白质发生损害。Delmaire等[23]比较26例FHD患者与健康人的DTI结果，显示病例组的内囊后肢白质密度增高。白质纤维微结构异常也可能累及小脑-丘脑、丘脑-皮质、皮质-纹状体纤维[24,25,26,27]，提示皮质-皮质下感觉运动环路存在异常的解剖连接。Fabbrini等[28]发现斜颈患者的扣带回部分各向异性(fraction anisotropy, FA)减低，认为是白质纤维丢失所致。该研究还提示双侧前额叶和左侧辅助运动区的平均弥散率(mean diffusion, MD)增加，而右侧尾状核和左侧壳核的MD值减低，提示皮质细胞成分减少而基底节区细胞成分增加。鉴于皮质FA值的改变与痉挛程度无显著相关性，研究者认为皮质病变为原发性损害，后者是继发性改变。另有研究提示小脑-丘脑-皮质通路远端节段越完整则预示症状将出现进展，因为小脑传出的异常信号可以到达感觉运动皮质[29]。因此，采取手段干预相对完整的小脑-丘脑-皮质环路远端纤维的代谢，可能可以作为治疗肌张力障碍患者的新技术。

(三)基于体素的形态测量(voxel--d morphometry，VBM)

VBM显示S1、M1区、双侧前旁扣带回、丘脑、基底节、小脑灰质密度发生改变。Garraux等[30]和Suzuki等[31]分别报道FHD及眼睑痉挛患者S1、M1区灰质容量明显增加，并且灰质密度增加与痉挛严重程度相关。根据神经生理学研究结果，持续性运动或学习可增加相应脑区的灰质密度，研究者认为S1、M1区的灰质密度增加是该区域长期过度兴奋的结果。然而，Martino等[32]和Piccinin等[33]的研究结果却与之相反，他们发现感觉皮质的灰质容量减低。Martino等[32]的研究纳入25例原发性眼睑痉挛患者，发现病例组S1区的灰质容量明显减低，并且灰质容量改变与症状的严重程度、病程、发病年龄、肉毒素治疗无明显相关性，提示感觉皮质的病变是原发病灶，而运动皮质、纹状体、扣带回是继发性改变，此前的DTI研究结果也支持这一结论[28]。

(四)磁共振波谱成像(magnetic resonance spectroscopy，MRS)

有学者认为皮质的过度兴奋是由于神经功能的抑制性减低所致。最近有研究提示FDT患者感觉运功整合过程的抑制功能存在异常[34,35,36]。抑制功能损害产生"感觉溢出"，导致中枢对感觉信号处理异常，破坏了正常的感觉运动整合环路，使得兴奋性感觉-运动信号失控，引发持续性肌肉痉挛。

近几年，有多项MRS研究发现GABA介导的抑制功能损害参与多种运动障碍病(如帕金森病、特发性震颤、肌张力障碍病等)的病理生理学机制[37]。GABA是中枢神经系统内主要的抑制性神经递质，其浓度变化或受体亲和力下降对脑内抑制功能失调具有重要意义。MRS作为无创性工具测定不同脑区内GABA的浓度是近年来的研究热点[38,39]。MRS证实原发性肌张力障碍患者的感觉运动皮质和基底节区GABA浓度减低[40]。由于成人肌张力障碍病常见于60岁以上的老年人，有学者认为肌张力障碍是一种神经退行性疾病。一项MRS研究证实额叶和顶叶内GABA的浓度与年龄呈负相关[41]。正电子发射断层摄影术(PET)显示原发性肌张力障碍患者的GABAA受体结合力减低，包括S1区、S2区、运动前区[42]。动物实验结果表明向壳核注射GABA拮抗剂可诱发对侧肌张力障碍[43]。另外，苯二氮类、巴氯芬、加巴喷丁这些药物可增强GABA作用从而减轻肌张力障碍症状，目前这类药物一般用于病程早期或肉毒毒素疗效欠佳患者的辅助治疗。

(五)PET

PET显示FDT患者在静息状态及执行任务时感觉运动皮质代谢明显增高[44]。眼睑痉挛患者睡眠状态下的PET扫描结果显示上内侧额区和纹状体的代谢降低[45]，由于睡眠状态下无眨眼动作，支持这种代谢减低为原发性损害。Catalan等[46]通过振动刺激大拇指和小指同时扫描PET，发现FHD患者在S1区上的各手指代表区距离缩短。此外，眼睑痉挛伴畏光症状患者的丘脑糖代谢水平显著高于不伴有畏光症状者[47]。但对于畏光与眼睑痉挛发病机制的关系仍有待进一步研究来确认。

三、神经电生理研究

Melgari等[48]利用脑磁波描记术和肌电图研究拇对掌肌等长收缩期间的脑电活动，健康者在启动期间S1与M1存在偶联，而FHD患者在运动启动期间S1与M1失偶联，并且单侧症状患者的双侧大脑半球失偶联。这项研究结果有力的证明，感觉运动整合异常是FDT的重要病理生理机制。

重复经颅磁刺激(TMS)研究发现FHD患者的运动皮质沉默期缩短，可能是由于运动皮质内抑制性中间神经元的兴奋性降低所致[49]，由此推测辅助运动区兴奋性的增高可能是由于运动皮质内抑制功能降低所致。Zittel等[50]利用抑制性TMS分别刺激CD患者的S1区和M1区，结果发现刺激S1区后可以显著增高异常减低的运动诱发电位波幅，而健康对照组的运动诱发电位波幅在刺激前后未见明显变化。Kimberley等[51]发现用1 Hz的rTMS连续刺激主要运动皮质5 d，可明显改善FHD患者的症状。PMC的功能包括感觉信号指导的动作和准备、组织动作顺序、决定动作方向、运动学习等。PMC主要接受丘脑皮质和S1区的纤维并发出投射纤维到M1区，是参与感觉-运动整合功能的重要脑区。鉴于TMS的无创性优势，不仅可用于调控异常的神经功能，也已成为研究FHD的病理生理机制的重要手段[52]。

四、总结

大量的临床研究、影像学、实验室证据有力地证实了感觉运动整合功能失调存在于各种类型的FDT，包括眼睑痉挛、口下颌肌张力障碍、斜颈、书写痉挛等。异常的感觉运动整合环路编码特定的异常运动程序，导致相应躯体的肌张力障碍性运动。异常的感觉运动整合环路包括皮质、基底节、丘脑、小脑的兴奋性异常、灰质容量改变以及脑区之间的白质纤维连接性改变。