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摘要

在中枢性胎儿张力减退症中，Prader Willi综合征(PWS)的特点是在婴儿期早期出现严重而短暂的运动昏睡，随后出现永久性的多食症和智力障碍症状。其相对狭窄和离散定义的病因学表明，它可能被经验利用，以探索潜在的运动过程。目前的研究表明，在任务切换的后期观察到的受损神经相关因素不太可能导致早期症状，可能导致与全局运动规划回路形成相关的突触性延迟。

PWS中的运动认知

Prader Willi综合征是一种神经发育障碍，缺乏父系15q11-13染色体位点上母系印迹基因的父系表达。PWS患者在出生时出现严重的肌张力不足，并表现出最初的生长发育障碍，随后出现暴饮暴食和长期智力障碍的行为表现。迄今为止的研究暗示了皮层下和高级皮层结构的结合，这些结构保证了奖励处理、动机和影响的特征，导致广泛分布的神经网络[1]的异常活动。这些神经损伤是如何导致在婴儿中观察到的严重张力不足的尚不清楚，这一点将在这里讨论。

婴儿张力减退是由许多病因性损伤组成的，在诊断中具有挑战性。以肌肉张力的普遍降低为特征，临床多态性的问题因临床标记的非特异性和分类学依赖性[2]而进一步加剧。在许多婴儿神经疾病中可观察到蛙状姿势、无法抵抗重力倾斜和关节过度活动的症状[3]。例如，在肌肉(例如，先天性肌强直性营养不良)、神经肌肉连接(例如，先天性重症肌无力)、运动神经(例如，脊髓低髓鞘神经病变)、脊髓运动体细胞(例如，脊髓性肌萎缩)和脑组织(例如，脑发育不良和代谢性疾病)中均有作用的低张力基因座[4]。近70%的张力减退病例，包括普拉德-威利综合征，其起源可追溯到影响中枢神经系统的病因。

PWS的鉴别诊断包括临床评估，使用像M Iraschi[5]那样的算法分析，现在定期结合DNA和细胞遗传学分析进行确认。例如，关键染色体区域内的DNA甲基化可以检测到近99%的PWS患者。PWS的症状在中心病因中被区分为需要管饲而不需要同步支持呼吸，这在其他中枢性张力不足的病因中是极不寻常的，这一发现暗示了皮质区域而不是脑干自主活动。

PWS中张力减退的严重程度、在新生儿和婴儿阶段之后的恢复、持续的行为和智力异常，以及有意运动控制的位置提示了一种独特和更狭义的病因。它在婴儿期早期的出现可能与中枢神经系统网络连接的潜在损伤有关，这种连接通常是在主要的突触形成时期形成的，即在主要大脑网络的突触连接形成的关键窗口期。这些可塑性增强的时期包含了多种相互作用的因素，包括遗传表达的变化，对发育线索的反应，以及对环境输入的增强敏感性，通常以刺激诱发活动[7]的形式出现。作为发展的关键时期，这些时期也构成脆弱性增加的时期，此时的影响因素可能低于最佳水平，或被错误同化，导致神经发育障碍[8]。目前已知的主要时期包括脑干(早期)、丘脑(中期)和包括小脑在内的皮层区(晚期)的突触发生。

对于在这些时期发生的神经发育障碍，一个经常显著的观察结果是突触发生的延迟，随后是部分但永久的恢复阶段。值得注意的是，皮质恢复的位移类似于PWS患者中出现的张力减退的时间演化，这与PWS病因与该阶段发生的连通性结构影响的假设相一致。然而，对于PWS，其他可以追溯到皮层起源的症状的持续存在表明，在这些间隔期间形成的一些网络结构与导致低渗症状的网络结构无关。因此，不同的症状结果可能意味着在这个关键的发展阶段，疾病所影响的不同过程。

初步研究表明，长期损伤可能与与默认模式网络[9]相互作用的执行机制有关。PWS患者未能表现出与任务转换相关的正常活动模式，这些活动模式与任务正向额顶网络相关。例如，在提示任务切换测试中，后顶叶和腹内侧前额叶皮质的激活程度显著降低，这被认为与默认模式网络的注意能力有关。

相比之下，PWS低张力的短暂症状以其普遍和深刻的特征而著称，不太可能涉及任务切换的神经相关，而更可能涉及区域振荡控制和选择运动响应[10]。事实上，病因的中心起源和受影响的紧张性反应的广度是很明显的特征，导致了这样的结论:PWS引起的紧张性神经衰弱涉及跨分布皮层网络[1]的异常活动，可能影响运动输出生成的基本机制。

关于皮层运动过程的知识在过去十年中经历了某种程度的复兴，现在有一些被用来解释分布网络过程的起源，这些过程控制着全身范围内的骨骼肌组织[11]。这方面的知识可以与一般性和深度张力减退的知识一起进行有益的探索。其中两个比较突出的方案包括:1)使用处理原语来协调分布式网络[12]中运动运动的时空特征;2)运动规划过程，将有意运动情境化到整个个体，并涉及感觉运动耦合[13]。

处理原语

处理原语包含必须实例化的基本物理属性，以将运动运动与世界上的事件联系起来，也就是说，它们支持协调一致的运动，这些运动在内部和外部都与交互性相关。其中，时间、方向和它们的导数，如速度和矢量加速度，是最基本的。作为一个功能原理，信息在大脑皮层区域内部和区域之间的传输需要具有一致的编码策略，或者至少是直接相关的编码策略，以提高通信效率。隐式地说，通用编码方案的生成需要精确计时的机制来辅助编码的生成，比如那些由振荡或吸引子类活动介导的编码。几行证据表明，它们的实例主要是小脑起源。

首先，小脑以其典型的解剖结构而著称，它是高度模块化的，由皮层区和皮层下[12]区组成。在皮层区颗粒细胞占优势，形成平行纤维，激活皮层的所有其他神经元。平行纤维与投射到小脑深部核的大浦肯野细胞形成连接。皮质中间神经元，包括星状细胞、篮状细胞和卢加罗细胞，提供前馈兴奋。这些细胞共同组成了一个模块化的组织，在整个皮质层重复，特别适合捕获物理共性，如空间和时间。

第二，时间假说以小脑在神经编码结构中的作用为前提，假设小脑批判性地代表了任务相关事件之间的时间关系。例如，运动协调需要精确的时空序列来定义它们的矢量轨迹[14]。值得一提的是，不规则检测实验表明小脑参与了刺激的处理[12]。此外，功能磁共振成像研究表明，速度估计仅局限于小脑后7[15]小叶。

最后，在皮层结构中，小脑传统上与运动控制有关;例如，小脑投射到运动区以及前运动区和辅助运动区。最近的研究揭示了一个更广泛的小脑连接网络。例如，小脑皮质环与丘脑和大脑建立连接网络，以促进与运动感觉区、顶叶区和前额叶区的交流，这些区域参与感觉运动耦合和执行功能。

PWS是否以及如何在神经发育的早期阶段影响这些机制还有待推断，可能从与更广泛的机制的联系中得出，如晚期突触发生(越来越多的证据可用)，以及在关键时间出现区域的聚焦fMRI分类方法。值得注意的是，最近在死后脆性X染色体患者(一种与PWS密切相关的遗传畸变)中发现，小脑和海马(参与产生时间和空间原语[16]的结构)的解剖恶化。

感觉运动耦合与全局规划

相反，现在有明确的证据表明，机动执行要求在执行之前制定行动计划，而且这种计划必须在整个个人的背景下进行配置。事实上，一些关于大脑可塑性的经典研究表明，特定的感觉运动体验涉及到与目标寻找相关的运动皮层的功能重组。在人类婴儿中，这种皮层重组与学习和反复练习[17]的任务密切相关，如使用一只手臂多于另一只手臂，通常会在对侧大脑半球引发更大的上肢表现。因此，随着任务学习的进行，这些婴儿的大脑经历了持续的连接重组。

这种映射的一个关键方面是它的有意表现，也就是说，作为一个整体，个体有特定的目标。这些结果一起暗示了网络活动的物理实例化，将选定的和选择性的动作与全局性能联系起来。如果没有这样一个全局表征的实例化，事实上，目标导向的运动就不会进行，这是解释Piaget的a不是B任务的结果的一个前提，它与感觉运动表征[13]有关。例如，使用正电子发射断层扫描(PET)或功能磁共振成像(fMRI)进行的大脑定位实验表明，在运动想象和动作观察过程中激活的皮层和皮层下网络是相同的，这些网络与运动执行[18]直接相关。在Piaget的任务中，这些表征构成了运动图像，还没有在发展过程中语境化，形成个体作为一个整体的表征。对于PWS婴儿，对运动表现影响的广度表明这种广义表征存在类似的扭曲，这一结论与PWS患者[19]的运动整合缺陷一致。

结论

胎儿张力减退包括广泛的广泛性运动障碍，其中近70%可追溯到中枢起源。在这些PWS中，其特点是深刻而短暂的张力不足表现，随后出现长期的暴饮暴食和智力障碍;因此，它们的时间独立性表明皮层局部的离散神经相关的损伤。在后期表现出来的错误任务切换不太可能导致肌张力减退，这可能导致更广泛的运动规划障碍。

参考文献

1. Manning KE, Holland AJ(2015)拼图:普瑞德-威利综合征的神经结构和功能。疾病3: 382 - 415。(crossref)
2. Prygunova TM, Radaeva TM, Stepanova EY(2015)软性贫血综合征:对神经系统遗传性代谢性疾病和退行性疾病的鉴别诊断的重要性。当前儿科14: 586 - 590。
3. Bodensteiner JB(2008)低渗婴儿的评价。Semin儿神经15: 10 - 20。(crossref)
4. Hartley L, Ranjan R(2015)软卧婴儿的评估。儿童健康25日:498 - 505。
5. Igarashi M(2004)软卧婴儿综合征。临床神经肌肉病6: 69 - 90。(crossref)
6. Ismail FY, Fatemi A, Johnston MV2(2017)大脑可塑性:发育中的大脑机会窗口。儿科神经科学21: 23-48。(crossref)
7. Workman AD, Charvet CJ, Clancy B, Darlington RB, Finlay BL(2013)。哺乳动物神经发育序列的建模转换。J >33: 7368 - 7383。
8. Meredith RM(2015)神经典型和异常神经发育的敏感和关键时期:神经发育障碍的一个框架。神经生物行为: 180 - 188。
9. Woodcock KA, Humphreys GW, Oliver C, Hansen PC(2010)父系15q11-q13缺失Prader-Willi综合征任务切换的神经相关性。大脑Res1363: 128 - 142。
10. Buzsaki G, Draguhn A(2004)皮层网络中的神经元振荡。科学304: 1926 - 1929。(crossref)
11. Frak V, Nazir T, Goyette M, Cohen H, Jeannerod M(2010)握力是手动动作动词语义表征的一部分。《公共科学图书馆•综合》5: e9728。(crossref)
12. D'Angelo E, Casali S(2013)寻求小脑功能和功能障碍的统一框架:从电路操作到认知。前神经回路6: 1。
13. Smith L(2009)发展中的稳定性和灵活性。在:斯宾塞J，托马斯MSC，麦克里兰JL走向统一的发展理论。牛津大学出版社，牛津。
14. Ivry RB, Spencer RM, Zelaznik HN, Diedrichsen J(2002)小脑与事件计时。Ann N Y科学学院978: 302 - 317。(crossref)
15. O'Reilly JX, Mesulam MM, Nobre AC(2008)小脑预测感知事件的时间。J >28日:2252 - 2260。(crossref)
16. Greco CM, Navarro CS, Hunsaker MR, Maezawa I, Shuler JF等(2011)3例脆性X综合征老年男性的海马和小脑神经病理特征。摩尔自闭症2: 2。(crossref)
17. Corbetta D(2009)《大脑、身体和心智:从婴儿运动发展中学到的经验》。牛津大学出版社，牛津页51-56。
18. Jeannerod M(2005)目标导向行动的表征水平。见于:高阶运动障碍。Freund HJ, Jeannerod M, Hallett M, Leiguarda R (edn)。牛津:牛津大学出版社．159 - 182。
19. Lo ST, Collin PJ, Hokken-Koelega AC(2015)普瑞德-威利综合征儿童的视觉-运动整合。J智力禁用保留区59: 827 - 834。(crossref)