本文源自公众号：神经病学思辨
屏状核（claustrum）是位于脑岛叶皮层和壳核之间的薄片状灰质结构，与新皮质和皮质下结构有广泛的联系。薄如纸片(1-2 mm厚)且不规则，。“ claustrum”一词起源于拉丁语“ claud”，它的意思是“隐藏”或“封闭”，形象地描述了这种隐闭的结构。屏状核为脑基底神经核之一，但其与纹状体（壳核和尾状核称新纹状体；苍白球称旧纹状体）之间的联系未完全明确，存在有争议。屏状核是一个已经研究了200多年的大脑区域，但缺乏深入的探究。2025年诺贝尔奖获得者，DNA双螺旋结构的发现者之一，Francis Crick与他的同事、挚友Christof Koch 共同发表了Crick此生最后的一篇文章《屏状核的作用是什么》。该文重新燃起了人们对屏状核的研究热情。20年以来，学者们用遗传和病毒技术交叉提供的许多现代系统神经科学工具进行了研究。进一步揭示了其有关的解剖连接和生理特性新信息。通过这些研究中，有了一个比较明确的共识：屏状核与整个大脑皮层具有广泛的连接，表明它在脑功能的“高阶模式”中起着重要作用。
图一，屏状核形态与解剖毗邻方位图
基底神经节（Basal ganglia），是埋藏在大脑白质深部的灰质核团，包括尾状核、豆状核（壳核、苍白球）、屏状核和杏仁核等，广义的基底神经节将红核、黑质及丘脑底核也作为基底神经节的一部分。基底节区为影像学术语。
一，屏状核的解剖、生理学和脑网络连接
目前已经了解屏状核几乎与所有皮质区域相互连接，此外，它还接收来自皮质下结构的神经调节输入。几乎与所有这些区域有双向连接。这种连接性既有前-后结构，也有背-腹侧结构的皮质输入。屏状核与额叶内侧皮质区的联系最为密集，并接受来自杏仁核、海马体和丘脑内侧背核的输入。通过纤维束造影研究确定了两个主要的投射束：背侧和腹侧。背束是一组将屏状核连接到皮质感觉和运动区域的纤维。腹侧束将屏状核连接到听觉和嗅觉区域。背侧束又分为连接屏状核和大脑皮层的四条纤维束：前纤维束和后纤维束连接到前额叶皮层和视觉分析器区域;上纤维束与感觉运动区相连;侧纤维束与听觉皮层相连。
图二，屏状核与整个大脑皮层，皮层下结构具有广泛的连接
上海脑科学与类脑研究中心沈志明团队首次绘制灵长类意识产生关键脑区屏状核的细胞与联接图谱，（2025年4月3日， cell期刊）。猕猴屏状核按照皮层投射偏好可分为四个亚区，猕猴屏状核与小脑外所有皮层脑区和皮层下核团相连，是大脑的连接中枢，并且屏状核内部在前后轴方向存在广泛联系。
然而，屏状核与纹状体等其他基底核团，有着怎样的联系还存在争议，因为有多项相关传输通道的研究（包括动物研究）未能提供相互关联的证据。但最近有研究表明，屏状核接收来自许多边缘皮层下结构的单向输入，包括基底外侧杏仁核（BLA）、海马体（CA1）以及丘脑等多个核团。此外，屏状核还接收大量的神经递质的调节输入（来自基底前脑胆碱能中枢、脑干5-羟色胺能核（如中缝背侧）以及多巴胺能输入。）这些递质可以在不同的屏状核亚区中发挥作用，调控屏状核网络输出的兴奋性。
有关屏状核和对侧大脑半球之间是否存在联系（包括两侧屏状核间的联系）由于缺乏精确的评估方法，因此，屏状核网络的真实范围和连通性尚未得到全面的证实。
基于解剖学的这些特点，有学者认为这意味着屏状核参与了大脑皮层的许多过程，由于皮质负责高级推理和复杂思维，屏状核可能是有意识知觉体验的节点，被认为在同步感知，运动和认知过程中发挥了作用，可能在知识信息处理方面发挥作用。Koch认为：屏状核是一个巨大的神经中央车站”，并推测，“屏状核可能正在协调整个大脑的输入和输出，屏状核通过与连接到大脑皮层的几个神经回路的融合，对输入信息进行进行最终的整合处理”。屏状核可以结合视觉、触觉、听觉和情感感觉，在意识活动的神经机制方面起着关键作用。
现有证据表明，屏状核在注意力相关的专注度调控中起着重要作用，这些功能与大脑保持高度警觉状态有关，并被认为是意识存在的标志。实验研究表明，屏状核通过不同通道，自上而下地控制注意力，突显其加工特性，增强了对任务相关信息的处理，同时抑制了任务不相关的信息，将注意力分配给与所需要的背景活动。屏状核神经元的失活通常会降低执行奖励行为的效率，容易导致分散注意力。刺激屏状核神经元会导致注意力行为的中断，并可能导致意识丧失。现有的文献表明，屏状核神经元在介导注意力集中的信息处理方面（包括对感觉器官输入信息的聚焦、优先排序和忽略选取等）发挥着重要作用。还有人提出，屏状核参与了注意力负荷的分配，通过与皮质连接性的结构来调节注意力的分配，包括从背景画面中分离出所关注的图像的能力。2019年马里兰大学开展了一项全脑成像研究，该研究发现，一旦人们开始处理需要复杂注意力的任务，屏状核就会被唤起。
屏状核主要由谷氨酸能神经元和γ-氨基丁酸（GABA）能神经元组成，对大脑皮层主要进行的是抑制性控制，可能通过促进大脑皮层区域之间的同步协调来整合皮质的功能活动。最近，有人提出，屏状核涉及一个多模式的信息处理网络，其可能起到异常信号探测器的作用，通知大脑皮层即将到来的新刺激。屏状核还涉及感知的激活过程，如可以影响支配眨眼或定向注视的运动区域。由于屏状核可能介导皮层和皮层下神经网络的整合，参与意识活动的过程，同时它接收来自中脑和后脑的输入，故在控制大脑的条件反射方面也起着重要作用。
屏状核被证明参与了睡眠期间皮质下行状态的调节，睡眠被认为是另一种意识状态，也符合屏状核的皮质操作模式。故被认为是睡眠-觉醒周期控制监测的脑部结构，屏状核参与爬行动物和哺乳动物的睡眠调节神经回路已被证明。最近在转基因小鼠中的研究可以观察到，刺激屏状核内的一群神经元可通过新皮质抑制性中间神经元在广泛的皮质区域引发同步的慢波活动，这表明屏状核在促进睡眠中的慢波活动方面起到了作用。屏状核在慢波睡眠中的作用可能有助于学习记忆的巩固。
在诸多的研究中，一种可能的共识正在出现：屏状核在注意力和睡眠调控方面的活动都与边缘系统有初级关联，由于屏状核与皮层的广泛联系，使其能够将边缘系统的相关信息与感觉和运动区域整合在一起。因此认为，屏状核可能作为边缘系-感觉-运动接口。然而，目前对于屏状体的精确作用还知之甚少，仍是大脑功能中的一个谜，
二，屏状核与神经系统疾病
屏状核作为皮质投射的信息过滤器，在识别输入刺激的重要性方面提供了决定性的功能性结构基础。屏状核已被证明在计划性动作控制中发挥作用，因为它参与从额叶接收有关计划性运动的信息，通过将处理后的信号传递回新皮层，在运动和感觉信号的整合中发挥作用。需要强调的是，通过调节屏状核功能对皮质结构发挥抑制作用，允许皮质回路根据特定的行为模式对刺激进行编码。屏状核也已被证明参与记忆储存、邻近学习、抑制自然冲动和恐惧识别等。与癫痫、脑病、抑郁症、认知障碍、吸烟成瘾等行为障碍有关。
A，屏状核病变与癫痫
临床中有越来越多的研究观察到，屏状核的损伤或异常可能与癫痫的发生和发展密切相关。可能与伴有意识改变的局灶性癫痫发作有关。屏状核在脑炎的背景下的损伤可以出现运动和认知障碍并与严重的癫痫发作相关。屏状核很可能是促进多个皮层区域异常癫痫活动传播和同步的关键区域。因此，屏状核可能可以作为与认知、行为和皮质兴奋性障碍相关疾病的治疗靶点。
随着神经影像学技术的不断进步以及对神经系统疾病认识的深入，双侧屏状核受累的癫痫综合征逐渐受到临床关注。Meletti等的一项研究表明，双侧屏状核高信号可能是免疫介导的癫痫发生的放射学标志物。文献复习，发现屏状核征常见自身免疫相关癫痫、发热感染相关癫痫综合征，在其他细胞因子风暴相关疾病中也有报道，包括急性坏死性脑病、covid -19相关脑病和免疫效应细胞相关神经毒性综合征，它可能是细胞因子介导的神经炎症的特定标记物。但也有文献指出，尽管这类患者的临床表现和影像学特征与自身免疫性脑炎相似，然而尚无明确的自身免疫性脑炎抗体检测阳性结果，但不能完全排除未知抗体存在的可能性。
双侧屏状核受累的癫痫综合征具有以下特点，临床表现：患者通常在发热后出现癫痫发作，伴有意识障碍、行为异常、认知功能下降等。癫痫发作形式多样，包括全面性强直阵挛发作、局灶性发作等，且多数患者在急性期表现为难治性癫痫持续状态。神经影像学特征：头颅MRI显示双侧屏状核在T2/Flair序列上呈现高信号，可能是神经炎症的影像学标志物。因为部分患者在症状缓解后复查MRI显示屏状核异常信号消失。此外，也有一些患者在慢性期可能出现皮质和（或）海马萎缩。
多数专家认为，屏状核在癫痫发作中的作用机制尚未完全明确，持续性癫痫和屏状核损伤的顺序尚无法确定，但屏状核病变可能在发热后新发难治性癫痫持续状态中发挥关键作用。在对人类和啮齿动物的许多研究发现，屏状核是点燃过程中产生癫痫样活动的潜在场所。因为其靠近颞叶并与边缘系统相连（边缘系统也是众所周知的癫痫活动场所）。此外，如果能证实屏状核存在有半球间的连接机制，这表明它有可能在全身性双侧癫痫发作中发挥作用。屏状核回路的功能障碍可能会降低其对于皮质的抑制作用，从而增加癫痫发作的易感性
图三，屏状核影像解剖图示。
B，屏状核病变与神经变性疾病
铜沉积引起的细胞毒性和神经炎症可能参与了屏状核病变的病理机制，但在肝豆状核变性（WD）中并不常见，这类患者屏状核病变主要出现在有严重神经系统症状的WD病例中。在临床上，它可以表现为严重的运动功能受限和特定的睡眠障碍、抑郁或精神兴奋。MRI上，“明亮屏状核”征可能是神经炎症的影像学标志，病变特征为双侧对称，t2加权、FLAIR和DWI高强度信号。
另一些研究表明，在神经退行性疾病中，如帕金森病（PD）、阿尔茨海默病（AD）、自闭症、精神分裂症和抑郁症，屏状核的外观、结构和体积会发生变化。值得注意的是，帕金森氏症患者的病变相关网络图显示，最敏感和特异的病变连接到屏状核。尸检研究显示帕金森病患者屏状核多巴胺和去甲肾上腺素显著减少，5-羟色胺水平保持不变。屏状核α-突触核蛋白相关的病理与痴呆和路易体痴呆的存在密切相关。一项研究表明，与对照组相比，帕金森病患者屏状核与注意和视觉运动功能相关区域的连接减少，与PD患者出现视觉幻觉有很强的相关性。
三，小结
由于屏状核解剖特征，很难用传统的神经成像和电生理技术进行研究。然而通过近现代研究方法的改进，取得了一定的研究成果，对于屏状核的重要性有了新的再认识，提示屏状核有其独特的神经网络连通性，从而对其参与多种认知，意识、注意力、睡眠调控等过程有了进一步的了解，这有助于相关的临床神经系统疾病管控的研究。然而，屏状核执行的许多神经功能尚未得到充分阐明，还需要进一步的深入探索，需要基础研究到临床实践的有机结合，是一个多学科的行动领域。
参考文献
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4,Nikolenko VN, et al. The mystery of claustral neural circuits and recent updates on its role in neurodegenerative pathology Behav . Brain Funct ,2021, 17:8
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