第3节 本体感觉训练的生理心理基础
触觉、听觉及视觉是人们感知外界的主要感觉系统,而本体感觉和前庭觉则是感受个体自身身体活动状态的感觉系统。它们分工负责,共同构成人体复杂的信息获得体系。人们的日常活动正是在本体感觉与中枢间信息交流和反馈调节的基础上实现的,比如个体闭目能够清楚知觉自身躯体各部位所处的位置、肢体的运动方式、方向、幅度、速度等运动和静止的各种要素,也能够在本体感觉信息输入的基础上和中枢的调控下完成非意识性的活动,如走路、吃饭和穿衣及其他活动。有人将前庭觉也归入本体感觉范畴,这是不科学的。尽管两者在功能上都与躯体的位觉感受和调控关系密切,但它们的感受器结构及其分布、神经传导通路都不同。
在各类特殊儿童中,本体感觉失调现象较为普遍,给儿童运动能力及相关能力的发展造成一定的不利影响。所以,在感觉统合训练中,本体感觉训练是仅次于前庭觉训练的另一个非常重要的内容。
一、概述
本体感觉(proprioception)是感受个体身体所处的空间位置、运动状态及其变化的感觉。作为感受个体自身躯体位置变化及运动状态的感受器,本体感受器广泛分布于人体的骨骼肌、肌腱等组织。时至今日,人们对其感受的结构、本体感觉信息的传导通路及其中枢功能定位的研究比较清楚,对本体感觉的各种功能有了较为清晰的认识。但是,有关本体感觉系统早期发育的研究还不多,可能同肌肉及关节的发育保持一致。
(一)结构
本体感受器官是位于肌肉及肌腱深处的特殊装置,感受肌肉及肌腱受牵拉的机械信息。这些信息经由意识性本体感觉通路和非意识性本体感觉通路传导至大脑的感觉区和小脑,感受躯体不同部位的空间位置、躯体运动状态,并参与身体姿势、动作及平衡的调控。
1.感受器
本体感觉的感受器称为本体感受器(proprioceptors),它位于肌、腱、关节等运动器官上,名为肌梭和腱梭,因感受器分布的位置较深,所以本体感觉又称深感觉。
肌梭(muscle spindle)是分布于骨骼肌内部的梭形小体,呈纺锤形,长约1~7mm,外被结缔组织囊,其内含有2~12条细小的梭内肌纤维。肌梭附着在梭外肌纤维(肌肉收缩单位)上,与肌纤维平行排列。感觉神经纤维末梢细支呈环状包绕梭内肌纤维的感受装置部位。梭内肌纤维受γ运动纤维支配,γ运动纤维分布在梭内肌纤维两端的收缩成分上,其活动增强时,梭内肌纤维收缩,提高肌梭内感受装置的敏感性(见图2-2-3)。肌梭是骨骼肌内的本体感受器,感受肌肉伸展和收缩的牵拉刺激,即骨骼肌长度的变化在调节骨骼肌的活动中起重要作用。
图2-2-3 肌梭、腱器官及其神经纤维示意图
(引自:http://amuseum.cdstm.cn/,略有修改)
腱梭(tendon spindle),也称为腱器官,分布于肌腱胶原纤维之间,与骨骼肌的梭外肌纤维串联,而且它不受运动神经支配,这两点与肌梭在骨骼肌中的情况有所不同。腱梭也呈纺锤形,其内的腱纤维束上缠绕着感觉神经末梢,这与肌梭感受装置的结构相似。腱梭的功能是当骨骼肌受到强力牵拉时反射性引起肌肉舒张。具体过程是:骨骼肌纤维收缩张力增加时,腱梭感受到来自骨骼肌牵张力刺激而兴奋,冲动经感觉神经传入中枢,随后反射性地引起肌肉舒张。腱梭同肌梭一道感受个体肌肉活动状况,并将这些信息转变成神经冲动,确保个体活动中维持适当姿势以及各肌肉活动间的协调。此外,关节囊也存在动觉感受器,感受关节韧带活动。
个体活动中的本体感觉信息往往会被视、听和其他感觉信息所遮蔽,故本体感觉也称为淡感觉。但是经过训练,本体感觉在意识中的清晰度和精细度会得到提高,这是儿童感觉统合能力训练中值得注意的问题。
2.信息传导通路及中枢功能定位
现已知肌梭、腱梭和关节中的感受器将运动感觉信息最终传入大脑皮层或小脑皮层,即本体感觉传导通路分为两种:意识性本体感觉通路和非意识性本体感觉传导通路。前者在触觉传导通路已经介绍,它与精细触觉拥有相同的信息传导通路,信息传入皮层特定初级感觉区,皮层形成对空间位置、姿势以及身体各部位的运动情况的感觉。非意识性本体感觉传导通路由两级神经元构成,最终将信息导入小脑。具体讲:肌、腱、关节的本体感受器的信息经过第1级神经元(脊神经节)传入脊髓的第2级神经元(位于胸核内),随后信息沿着脊髓小脑前束和脊髓小脑后束,分别穿过上、下小脑脚进入小脑皮层,小脑对来自该通路的信息与其他信息加以整合和分析后又会向椎体外系传出信息,反射性地调节肌紧张力和协调运动,维持身体的姿势和平衡。该通路的信息不像传入大脑皮层的信息形成相应的运动觉,但能够快速调节个体的运动状况,确保个体运动过程的流畅、协调和高效,同时也大大减轻大脑皮层的工作负荷。
(二)功能
1.感受运动状态,促进大脑功能的发展
儿童在运动中不断将运动觉的信息输入大脑,形成对躯体各个运动部位及其运动属性的感受和理解。在儿童发育历程中,有效的运动觉信息的输入刺激大脑相关区域的发展以及各级运动调控中枢功能的完善,促进中枢不同感觉通道之间的交流和沟通。
2.促进运动发展,提高行为的表现力
本体感觉系统的活动也是一个反馈调节系统,运动状态与本体感觉之间不停地进行信息沟通与交流,使得个体外在行为协调一致,流畅高效。个体的一举一动是否满足完成目标的需要离不开本体感觉实时传入中枢的信息。
(三)发育
在妊娠的中后期,胎儿开始出现活动,加之母亲的运动,胎儿的本体感觉得到发展。本体感觉的发展与其他感觉一样是一个随着中枢功能发展不断完善的过程。作为感受个体运动状况的感觉系统,本体感觉发展与个体的运动能力发展相助相长,相互影响。出生后一个多月的婴儿就可以在母亲的怀里调整姿势,但本体感觉系统的完善可能一直持续到学龄期的后期。期间,1~3岁的婴幼儿期是儿童运动及其本体感觉发展的非常重要时期,3~6岁期间它的功能更加精细、高效,儿童的精细动作能够较好地进行。
二、本体感觉对儿童发展的影响
本体感觉对个体动作的完成质量至关重要,或者说它本身就是行为的另一方面。个体正常的生活、学习、工作以及个体自身的身心健康均离不开动作的参与。所以,本体感觉全面影响个体内外活动的各个方面。就儿童成长和发展而言,本体感觉对儿童的重要影响主要有如下几个方面。
(一)本体感觉对儿童运动企划的发展至关重要
运动企划也称运动计划,是指个体在形成运动的一系列动作前,中枢神经系统在整合视、听、皮肤觉、本体感觉、前庭觉等基础上做出的运动设计,包括运动器官的调集、运动中肌肉参与的类型、运动的方向、速度、力量以及运动程序等。运动企划是个体的意识性和非意识性相结合的内外整合活动,是外周的感觉器官及效应器,以及中枢大脑皮层、小脑皮层和皮层下广泛的神经结构共同参与的结果。本体感觉同其他感觉一道在个体运动企划的形成中扮演重要角色,必不可少,并在推动儿童运动企划能力由低级到高级的发展起着不可或缺的作用。儿童早期由于运动企划较为粗糙,行动晃荡、动作不稳、准确性差,但是随着脑功能的发育水平的提高和活动刺激的积累,他们的运动企划能力随年龄增加而提高。运动企划的良好发展使儿童的运动动作流畅、高效、省力,姿态稳定或变化有度,行动与其他感觉器官配合更加协调,儿童对自己的行为表现更加有信心。
(二)本体感觉直接影响儿童的学习能力
本体感觉作为感受个体自身运动状态的感觉器官,其功能正常与否直接反映在个体的外显行为上,如肢体动作与其他感觉器官间的协调(如手-眼/耳的协调)、不同运动器官在同一系列活动中的协调、同一运动器官序列动作的衔接和过渡、大动作与精细动作在同一活动中的配合与协调等。这些与本体感觉密切相关的外显行为是个体日常生活活动、学习活动的基础,如书写、绘画、阅读、朗读、体育锻炼、舞蹈体操及个体间交流等均离不开本体感觉的参与。儿童良好的本体感觉功能发展确保儿童顺利完成与其发育水平相适应的日常活动和学习活动,否则会给儿童造成一定的困难。比如写字,本体感觉功能发育不良的儿童往往出现:写字动作僵硬、频繁折断铅笔尖、书写笔画不流畅或比例失调等。可能出现语言障碍,如言语发育迟缓、发音不清、口吃等。也可能造成躯体伤害,如动作过大导致自身身体受到伤害或伤及他人。严重者还可能出现其他伴随性问题,如小动作多、坐立不安、脾气暴躁、粗心大意、做事缺乏激情和自信心等。当然,正如感觉统合理论所强调的,儿童学习中的这些问题多是内外多种因素导致的,不单纯是单一的本体感觉功能发展不良所致。