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脑损伤新生儿早期如何干预治疗

2019-09-26 11:08 编者:上海禾新医院

处于神经发育疾病高度危险的婴儿的早期预测提供了在年龄早期进行干预的机会,例如在中枢神经系统具有相当的可塑性的特征性阶段期间。然而,争议的焦点是什么程度的早期干预可以促进不同能区的发育结局。

 

脑发育与早期干预的科学依据大量的脑科学研究成果证明,大脑发育具有关键期。关键期是指出生后早期的一段时间,在该时期中脑功能的发育和成熟是可塑的,强烈地依赖经验或环境的影响。

 

1
脑发育的敏感期和关键期
 

经验对于脑和行为的发育具有极其重要的影响,当经验对脑的影响在某个有限的发育时期特别强烈时,这个时期称为敏感期;而当经验提供的信息对于正常的发育是必要的,并可以永久性的改变行为时,这个敏感期就称为关键期。因此,关键期是敏感期中的一个特定的时期,可以引起脑功能的不可逆的变化。

 

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1937年奥地利行为生态学家Lorenz因发现“印刻现象”而获诺贝尔奖,即将初生的小鹅与鹅妈妈分离,而是由Lorenz本人替代鹅妈妈出现在小鹅面前,结果就导致了小鹅追随Lorenz游动的亲情关系,说明小鹅有个认亲的关键时期,这个时期就在它刚出生时,一旦错过了这个时期,同样运动着的物体就根本不可能形成这种关系了。

 

另一个经典的例子是“单眼剥夺”试验,20世纪60年代Hubel和Wiesel为此也获得了诺贝尔奖,即在出生后的头几周将新生猫的一只眼睛的眼睑缝合,引起该眼的功能性失明,尽管视觉被剥夺的眼睛在打开眼睑后视网膜仍能很好地工作,而该眼的视力却是永远也不能恢复;然而,对于一个成年的猫,同样的视觉剥夺并不影响被剥夺眼的视觉功能。

同样,人类也有关键期,“狼孩”的故事就是最好的证明。20世纪20年代在印度发现一个由狼扶养长大的女孩,其生活习性与狼的习性一样,人们想方设法恢复她的智力和人性,包括语言,在进行了长达4年的训练之后,她总共只学会6个单词,直至17岁死时,她的智力仍旧相当于4岁儿童的水平。这就是错过了关键期的结果。

 

 

关键期的本质实际上就是神经回路发育的一种特性。初生时,由于遗传和经验的影响,有些回路已经建立但并未巩固。关键期的经验可以以基础的方式修改回路的突触连接,使回路加固和高度稳定,而在关键期结束后发生的经验则只能修改关键期中已经建立的框架中的突触连接。

 

例如,起源于左或右眼的视觉信息经丘脑轴突输送到皮质第Ⅳ层的初级视觉皮质代表区,连接丘脑轴突与初级视觉皮质的神经回路在出生后头几个月中受到视觉经验的强烈塑型。在此期间的“单眼剥夺”试验可以引起来自被剥夺眼的神经连接的选择性淘汰和来自开放眼的新的神经连接的形成。结果,初级视觉皮质中的神经回路全部被来自于开放眼的神经回路所占领,实验结束后,尽管剥夺眼的视觉输入恢复,但其经典模式的初级视觉皮质代表区的神经回路却不能被恢复。

 

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2
脑发育的可塑性
 

所谓脑的可塑性,即脑可以被环境或经验所修饰,具有在外界环境和经验的作用下不断重塑其结构和功能的能力。切除了一半大脑的人还能够与正常人一样的思维和行动,完成各种各样、复杂的智能活动,其原因就在于大脑的可塑性使另一侧的大脑半球代偿了整个大脑的认知功能。

 

神经可塑性的探讨必须从突触的层次开始。尽管神经元不能再生,但是它上面的突起可以再生,而且特别重要的是,这些突起总在进行着互相连接的活动,正是这种活动,才使神经细胞之间建立起各种联系,使大脑能够完成众多的任务。

 

事实上,脑的功能并不取决于脑细胞的绝对数量,而是取决于脑细胞之间建立的复杂网络,形成这种网络的物质基础是突触,突触则具有强大的可增长性,因此,可塑性指的不是神经细胞的再生,而是指由于突触再生所造就的神经回路的巨大潜力。

 

初生的婴儿与外界还没有接触,大脑皮层的突触数目及突触联结很少,只有成人的1/10。出生后随着生活中不断接触新的经验,不断地形成新的突触,大脑皮质单位体积内的突触数目(突触密度)迅速增加,3岁时达到顶峰(为成人的1.5倍),并持续直至12~13岁。但是,过多的突触联结又会降低大脑处理信息的速度,因此,14岁开始大脑皮质按“用进废退”的原则裁减突触数目,至青春期突触密度逐渐回落至成人水平,亦即只有在那些有经验输入的区域,那些使用过的突触才能存活下来,而那些没有联系的突触联结则会退化以至死亡。因此,突触的修剪是选择性的,受到早期环境因素和经验的影响,早期良性的经验刺激可帮助孩子调整大脑内的突触联结,并最终帮助他在大脑中形成一张网络,使其学习效率达到可能的最佳水平。

 

3
出生前和围产期脑损伤后的功能重组
 

围产期脑梗死是一个理想的探索发育中脑的神经可塑性的人类模型,先进的神经影像学技术提供了探索人类婴儿早期脑损伤后功能重组机制的机会。来自于人类的研究已经肯定:未成熟脑的功能重组与成熟脑有本质上的不同,包括语言、运动和感觉系统。

 

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(1)
 
语言功能的重组机制:语言加工主要涉及人脑的左侧半球。尽管有先天的优势,来自于fMRI的证据提示:语言代表区在发育早期的双侧存在是语言功能重组的基本前题,也就是说,在优势半球(左侧)早期发生的损伤可以通过对侧半球(右侧)的语言网络重组来代偿。这种神经可塑的潜能已在不同的新生儿神经病理模型中显示,包括脑室周白质损伤、脑梗死和围产期发生的皮质一皮质下损伤或大脑半球切除术。

 

 
(2)
 

运动功能的重组机制:在运动系统,皮质脊髓束的单侧损伤可以通过两种机制恢复其与脊髓水平的连接:第一个机制是损伤同侧的运动皮质在初级或是附近的非初级运动区内重组它的功能;第二个机制则是对围产期脑损伤特异性的重组机制,即通过损伤对侧半球暂时存在的同侧皮质脊髓投射的持续存在,并“接管”麻痹肢体的运动控制。这是因为在出生后的头几周中存在着起源于初级运动区域的双侧投射,绝大多数的同侧投射在发育期间退化消失,但是在单侧脑损伤的情况下它们可以持续存在,引起运动功能的对侧重组。

 

 
(3)
 
躯体感觉功能的重组机制:上行的丘脑一皮质躯体感觉投射在妊娠的最后3个月的初期还没有到达其皮质的最终目的地,在此期间获得脑损伤时能够绕过损伤继续发育形成“轴突旁路”,并与损伤半球内的中央后回感觉皮质重新连接。因此,即使有脑室周围大面积的损伤,躯体感觉功能也可以被很好的保存。

 

尽管上述重组机制在出生前和围产期都可得到,但是其重组的效果随着事件发生时间的推迟而降低。

 

 

早期干预的方法及效果“早期干预”是指出生后不久即开始的聚焦于预防性质的干预方案,此时婴儿的脑是可塑的,干预比较可能得到最大化的效果。早期干预包括从NICU就开始的新生儿个别化发育支持性护理和出院后的干预程序。

 

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NICU中的新生儿个别化发育支持性护理(NIDCAP)
 

早产是一种常见但不幸的事件,可发生各种不同类型的脑损伤和后遗症,即使是没有发生脑损伤的健康早产儿,与足月出生的对照组相比也有较差的认知功能和较高的智力低下发生率。早产儿在矫正胎龄40周时的MRI也证实,与足月出生的对照组相比较,早产儿有较差的灰一白质分化和较少的髓鞘形成,提示即使是健康的早产儿也处于成熟延迟的危险,因此强调与宫外环境相比较,宫内环境对神经发育的重要性。

 

早产儿过早地从温暖的充满羊水的子宫中移出,经历了戏剧性的环境“不匹配”,越来越多的研究证实,NICU的环境使婴儿、母亲和医护人员都暴露于一个负面的、可变的、充满刺激和压力的环境。在母亲子宫中的经历和在NICU中的经历之间的巨大差别使得早产婴儿的神经发育面临重要的挑战,甚至改变婴儿的神经结构、神经生理和神经心理行为的发育。

 

胎儿在子宫内以特有的姿势在羊水中游动,接受最多的刺激为来自羊水的触觉信息,而本体感觉、嗅觉和味觉、听觉及视觉的刺激很少,与胎儿感觉系统的发育进程相一致。然而,早产儿出生以后在NICU环境中接受的刺激则与宫内完全不同,包括不同的体位和姿势、环境噪音和过强的光线,以及各种NICU诊疗操作所致的疼痛刺激。

 

另外,早产儿还必须忍受长期的母子分离和有限的母子肌肤接触。所有这些不利的环境对于早产儿都有可能构成一种应激,即使在健康的情况下也可能引起远超婴儿适应能力的巨大压力。NIDCAP是从神经发育和心理发育的角度出发建立的个体化发育支持医疗和护理计划,希望通过改善NICU的环境和改进新生儿的护理方法来支持早产儿的神经系统发育成熟,因此这是一种模拟宫内环境的人性化的个体化的护理措施,特别适用于早产的极低出生体重儿(VL-BW)和超低出生体重儿(ELBW)。其主要内容包括:

 

①减少应激,帮助早产儿提高适应能力,例如减少有害刺激,提倡适宜光照,减少噪音,疼痛性操作时进行镇痛等。

②以发育为中心的护理项目,包括体位放置,非营养性吸吮,非疼痛性感觉刺激,如抚触、袋鼠式护理、适宜的声音和视觉刺激等。

 

出院后的干预措施
 

神经发育是一个连续的过程,出院后应该根据孩子的具体情况制订以家庭为中心的干预措施,并使其成为NICU中NID-CAP的延续。出院后的干预程序一般都从矫正年龄足月后开始,所用的干预方法变化多端,包括针对所有发育能区的综合干预措施和针对运动发育的某一方面(例如翻身、坐、爬、站立等)的特殊训练方案,以及比较传统的以NTD(神经发育治疗)或Voj-ta理论为基础的物理治疗方法。

 

 

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不论应用哪一种干预方法,父母通常都在干预的实施中起了重要的作用。父母是孩子生活的重要“环境因素”,一个家庭如果有一个“有问题”的孩子,对家长的身体和精神都是一个巨大的挑战。以父母为合作伙伴的“家庭为中心”的干预程序的研究发现,父母的参与可以大大地降低他们的应激、焦虑和抑郁症状,并增加母亲与其婴儿之间的亲子互动。换句话说,对父母的心理支持应当对儿童的环境有正面的影响,从而改善早产儿童的发育结局。

 

对于高危儿出院后的干预研究提示,通过以被动运动为主要内容的干预程序对于运动发育没有明显的效果,而通过特殊的运动技能培训和以刺激儿童主动探索的运动行为为目的的干预方法可能对运动的发育有最好的正面影响。如近年来,欧洲的CareToy干预项目、法国的活动平板训练、美国的踢腿和踏步训练和台湾的跑步机训练等都是属于这一类的训练。而且,干预必须尽可能早地开始,并应当是个体化的、有目标任务的、强化的、反复的和持续较长时间的、以家庭为中心的训练。

 

高危婴儿,作为一个整体,通常被认为比经典发育的婴儿有较低的认知水平,因此,早期干预程序常常不仅针对改善运动结局,而且也应针对促进认知的发育。有研究证实,即使是主要集中于运动发育的干预程序,对认知发育的结局也同样有效,而且不依赖于干预的类型。这是因为早期运动发育的改善允许婴儿有更多的机会与环境相互作用,从而进一步促进了婴儿的认知发育。Spittle的meta分析(25项研究,3615例婴儿参与)结论:对早产儿出院后提供的早期发育性干预程序不仅对婴儿的运动结局有正面的影响,对认知结局也有正面的影响并可持续到学龄前期。

 

邵肖梅 主任医师  

上海禾新医院 儿童生长特别门诊


 

 

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简历:

国务院特贴专家

上海复旦儿科博士生导师

中国优生优育协会理事会理事

中国优生优育协会儿童发育委员会副主任委员

中华预防医学会早产儿优化发展工程专家委员会副主任委员

专长:

新生儿脑损伤的诊断与防治、新生儿疾病的诊治、婴幼儿神经发育评估、婴幼儿早期干预、营养、喂养等。

本文作者:

上海禾新医院六爱抚家婴幼儿童优化发展基地项目总监黄正华

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