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人嗅性诱发电位

时间:2006-11-27栏目:西医学论文

作者:陈兴明 徐春晓 倪道凤 [关键词] 嗅觉系统 

嗅性诱发电位(olfactory evoked potentials, OEP)作为一项客观而灵敏的
电生理指标,对于嗅觉系统及其相关疾病的诊断具有重要的临床应用价值。现从嗅
觉的解剖、生理,嗅性诱发电位的波形、影响因素及其临床应用等方面加以阐述。

定义和研究历史 

  嗅性诱发电位系由气味剂(odrants)或电脉冲刺激嗅粘膜,应用计算机叠加
技术,按国际标准10/20法在头皮特定部位记录到的特异性脑电位。由气味剂刺激
诱发者亦称嗅性相关电位(olfactory event-related potentials, OERP)。

  嗅觉是最原始的感觉功能之一,起着识别、报警、增进食欲、影响情绪等作用
,对于一些从事特殊职业者,如香精师、美食家、侦察员、化学师、医师、公安消
防人员等,灵敏的嗅觉更是必不可少。 

  长期以来,对于嗅觉能力的检测或嗅觉疾病的诊断,主要依赖患者的主诉和一
些主观的检查方法,如常用的标准微胶囊嗅功能检查法(University of Pennsyl
vania Smell Identification Test, UPSIT)、T&T嗅觉计和静脉性嗅觉试验等,
它们的主观随意性大,结果不够可靠。因此,人们一直致力于寻找一种客观的嗅觉
检查方法。

  本世纪五十年代,人们以电刺激动物嗅粘膜,在头皮特定部位记录到稳定的特
异性脑电位变化,称之为嗅性诱发电位。1966年Finkenzeller等[1]用气味剂刺
激人类嗅粘膜,同样在头皮特定部位记录到了嗅性诱发电位,亦即嗅性相关电位。
但在当时的实验条件下,不能排除三叉神经受刺激诱发的电位的影响。1978年Kob
al等[2]研制了一种嗅觉刺激装置,其在刺激嗅区粘膜的同时不会引起呼吸区粘
膜的温度和体感变化。后来,人们又发现了仅能兴奋嗅觉系统而不兴奋三叉神经系
统的化学物质,如香草醛(3-甲氧基-4-羟基甲醛)、硫化氢等[3]。从此,嗅性
诱发电位的研究得到了较快的发展。与电刺激相比较,应用化学刺激更接近嗅觉生
理,近年来的研究也主要集中于OERP。

嗅觉系统的解剖通路 

  嗅觉系统主要由嗅上皮、嗅球和嗅皮层三部分组成[4]。
  每侧鼻腔嗅区粘膜总面积约1~5 cm2,由假复层柱状上皮构成。嗅上皮内主要
含嗅觉感受细胞(olfactory receptor cells)、支持细胞和基底细胞。嗅觉感受
细胞为双极神经元,周围突伸向粘膜表面,末端形成带纤毛(10~30根)的嗅泡;
中枢突无髓鞘,融合成嗅丝后穿过筛板止于嗅球。支持细胞规则排列于粘膜浅表嗅
感觉细胞的树突间,起着支持作用,而不直接参与嗅觉处理。基底细胞位于粘膜最
底层,能分化为嗅觉感受细胞和支持细胞。
  嗅球位于前颅窝底,是嗅觉通路的第一中转站。嗅球呈层状结构,由外向内依
次为嗅神经层(olfactory nerve layer)、突触球层(glomerular layer)、外
丛状层(external plexiform layer)、僧帽细胞层(mitral cell layer)、颗
粒细胞层(granule cell layer)和前嗅核层(anterior olfactory nucleus la
yer),其中颗粒细胞层亦称内丛状层(internal plexiform layer)。分布于其
间的神经元有僧帽细胞(mitral cells)、丛状细胞(tufted cells)、球周细胞
(periglomerular cells)、颗粒细胞(granule cells)和短轴突细胞(short 
axon cells)等。僧帽细胞的胞体直径15~30 μm,顶树突垂直穿过外丛状层,与
突触球形成树形复合体,二级树突分深、浅二类,平行分布于外丛状层。丛状细胞
根据其位置分内丛状细胞、中丛状细胞和外丛状细胞,树突分布于突触球层,内、
外丛状细胞和僧帽细胞的轴突一起参与嗅束的构成,而中丛状细胞的轴突则分叉后
分布于颗粒细胞层。球周细胞位于突触球周围,轴突参与球周局部神经元回路的形
成。颗粒细胞无轴突,有大量树突嵴。浅层颗粒细胞的树突在外丛状层浅部与丛状
细胞的二级树突形成突触回路,深层颗粒细胞则在外丛状层深部与僧帽细胞的二级
树突形成局部突触回路。由此可见,嗅觉系统内存在两种平行的嗅觉信号处理机制
的观点是有一定道理的。另外,在各突触球、两侧嗅球、嗅中枢神经元之间均有着
广泛的神经联系,起着相互影响和反馈的作用。嗅束主要由僧帽细胞、丛状细胞的
轴突纤维及嗅皮质投射到嗅球颗粒细胞的纤维构成,还包括一些对侧嗅球与前嗅核
的传出纤维,为嗅信息的传入与抑制性的传出通路。
  对于深层嗅中枢的解剖结构,目前尚无定论。大多数学者认为[5]:嗅束接
近前穿质处形成嗅三角,其底部两侧发出两条灰质带:即外侧嗅回和内侧嗅回。前
者移行于梨状叶,其内侧缘的纤维束(外侧嗅纹)至岛回,终止于杏仁核周区;后
者移行于大脑半球内侧面隔区,通过内侧嗅纹中的纤维束连接终板旁回、胼胝体下
回和前海马残体,部分内侧嗅纹经前连合与对侧嗅球联系。嗅皮质为嗅高级中枢,
分为初级嗅皮质和次级嗅皮质。前者包括前梨状区和杏仁周区,直接接受来自嗅球
和前嗅核的纤维;后者指内嗅区,接受来自初级嗅皮质的纤维,而不直接接受嗅球
或嗅束来的纤维,发出纤维主要投射到海马。嗅觉的较高级中枢受两侧皮质支配。

嗅觉生理 

  气味分子经高而窄的鼻通道到达嗅区后,必须通过亲水的粘液层才能与嗅觉感
受细胞发生作用。鼻粘膜内的可溶性气味结合蛋白(odrant binding proteins)
有粘合和运输气味分子、增加气味分子的溶解度的作用,促进气味分子接近嗅觉感
受器,并使嗅细胞周围的气味分子浓度比外周空气中的浓度提高数千倍。嗅粘膜内
还具有高浓度的药物代谢酶,其中包括细胞色素P-450,谷胱苷肽及尿苷二磷酸转
移酶,这些酶具有将气味物质转化为代谢产物的能力。气味分子一旦溶解于粘膜,
嗅觉转导即刻启动。目前认为嗅觉转导是通过嗅上皮的特异性G蛋白激活细胞内第
二信使系统环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)和/或三磷酸
肌醇(inositol 1, 4, 5-triphosphate, IP3),直接影响纤毛中的离子通道,使
感觉神经元去极化[5,6 ]。嗅觉感受器及中枢神经系统对各种各样的气味刺激如
何编码与识别,目前还不清楚。有人认为嗅上皮可被分为一系列

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