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STN核的解剖与帕金森病的DBS手术治疗

丘脑底核（STN）是人类大脑中与帕金森病及其他非自主运动有关的重要结构。STN核位于红核和黑质的下方，核中纤维连接大脑皮质和基底节。STN核是基底节“输出”功能的重要调节器，其接收的“传入信息”来自大脑皮质、丘脑、苍白球外侧（GPe）和脑干。STN核主要通过作用于双侧苍白球、黑质、纹状体和脑干产生效能，并且必须有谷氨酸能神经元。STN核病变可导致对侧肢体的舞蹈样异常活动和投掷动作。除此之外，对STN的功能与机体运动之间的关系仍知之甚少。土耳其Bahcesehir大学神经外科的Akın Akakın等研究STN核与周围结构之间的解剖关系，文章发表于2015年4月的《J Neurosurg》在线上。

该研究取材于五具人尸，将大脑标本用10%福尔马林固定三周以上备用。第一步在显微镜下去除蛛网膜和血管结构。然后在-16℃下冷冻2～4周。第二步在冷冻的标本中，用自制的精细木铲解剖白质纤维。在解剖过程中拍摄大量照片，并通过特殊程序软件融合图片，从而获得精致的立体图像。

STN核是透镜状的脑内小核团，基底节系统的一部分，位于丘脑的腹侧、黑质的背侧及内囊的内侧。STN的前方和侧方被内囊纤维包裹，从而将STN核与苍白球分开。STN核在中后部与红核非常接近。其腹侧是大脑脚和黑质。豆核束位于STN核的背侧，将STN与腹侧丘脑分开。底丘脑束中的纤维束连接STN 和苍白球，纤维发自STN的下方。豆状核袢包含的纤维来自内侧苍白球（GPi），并投射到丘脑。

通过MRI技术和尸体解剖获得的解剖知识，可以定位丘脑底区，该区域位于丘脑腹侧，内囊的内侧，以及下丘脑的侧方和尾部。丘脑底区包括STN核和未确定部分。STN核与黑质和红核关系密切。

作者指出，STN与周围结构并无非常清晰的边界，因此该区域的解剖关系非常复杂。人类STN核的体积大约为40mm3。慢性电刺激STN，又叫深部脑刺激（DBS），可用于治疗帕金森病。电刺激可改变丘脑底区神经元的活性。STN核的功能尚不明确，目前的理论是STN是基底节控制系统的一部分，主要“负责”动作的选择。当面对同样的刺激，STN失调会使人的冲动性增加。STN主要由投射神经元构成，通过基底神经节的一部分与外侧苍白球相联。内侧苍白球的活性受到外侧苍白球与STN核的传入信号的影响。STN同时将轴突投送到另一个调节区域，包括大脑脚-脑桥复合体（the pedunculopontine complex）。因此，认为外侧苍白球-丘脑底系统（The lateropallido-subthalamic system）对帕金森病发作形式、发生和发展有重要的影响。

在临床实际中，DBS刺激STN核是一种很有前景的治疗帕金森病的新型手术方式。手术给患者带来的临床效果要远远大于手术可能存在的负面影响。目前通过电极精确定位，能够将刺激的影响范围仅限于感觉运动回路。


图1. A.去除灰质，显露出神经纤维束，并标记出脑沟脑回。B.去除纤维，暴露屏状核；去除内囊，出现额下回纤维束和钩束；顺势往下可见视辐射。C.去除屏状核，显露壳核，然后是矢状层和后辐射。


图2. 左：大脑内侧面观：在黑质的内侧可见红核，丘脑位于黑质后侧，向内可观察到视神经和垂体柄。右：可看到STN核和豆状核袢，连接STN核与基底节的纤维亦可观察到。红核位于上述结构的内下方。豆状核袢与黑质分别位于STN核的两侧下方。


图3. 左：皮质纤维、苍白球内侧部GPi和苍白球外侧部GPe去除后，显露出STN核、黑质、大脑脚和丘脑。右：白质完全去除后，STN位于红核上方，黑质和红核亦可观察到，视神经被截断。


图4. 侧面观：前联合后方和齿状红核丘脑束前方。 A. STN核位于大脑脚上方，黑质和红核位于皮质脊髓束的前部。B. 中脑、脑桥和小脑已被切除。黑质和红核显露清楚；上下丘脑位于STN核后方；小脑上脚位于黑质的侧面，STN核的侧下方。C. 暴露STN核、初级运动皮质和运动前区皮质，从解剖学角度证明上述结构相互联系。视神经被切断从而暴露外侧膝状体。D. 乳头丘脑束与STN核和丘脑临近；缰联合（包括后联合与缰核）显露；STN-皮质纤维暴露清楚。


图5. MRI显示丘脑底区。

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