本文源自公众号:神经病学思辨
晕动症(motion sickness,MS),也有译为运动症。是指乘载各种交通运输工具时,由于不能适应加速度、视觉和(或)本体觉的刺激而发生对运动状态的错误感知而出现眩晕,严重者甚至恶心呕吐,出汗面色苍白。(笔者认为motion sickness汉译为晕动症比较贴切,其一为什么是sickness而不是disease。这两者英语意涵有所差别;sickness除泛指身体不适并有恶心呕吐之意。其二motion sickness汉译为“运动症.”容易和椎体外系疾病“运动障碍”(movement disorder)相混,motion的英语意涵强调的是移动或动作本身即移动的过程。因此motion sickness直译可以是:移动中的恶心呕吐。与中文“晕动”所要表达的意思接近)。
晕动症常在乘车、航海、飞行和其他运行数分钟至数小时后发生。初期感觉上腹不适,继有恶心、面色苍白、出冷汗,紧接着发生眩晕、精神萎靡、唾液分泌增多和呕吐。可有血压下降、呼吸粗大且缓慢、眼球抖动(震颤)。持续反复发生呕吐可能引起人体内部的水和电解质代谢紊乱。症状重者可出现心理异常。症状一般在停止运行或减速后数十分钟和几小时内消失或减轻。亦有持续数天后才逐渐恢复,并伴有精神萎靡、四肢无力。晕车、晕船、晕机这类的晕动症可复发重现。但经多次发病后,症状反可减轻,甚至不发生。
晕动症发生在两种情况下:a,在身体移动期间,例如乘汽车、轮船、飞机或任何其他交通工具旅行时;或者b,在没有身体移动的情况下,例如玩电子游戏或看电影时。发生明显的自我运动感(所谓的向量)主要是由视觉系统驱动的,在这种情况下,这种类型的晕动症MS通常被称为视觉诱发的运动症(VIMS),可以有额外的眼球运动问题,如眼睛疲劳和眼睛不适。
2021年Barany巴拉尼协会的晕动症诊断标准中,晕动症的相关概念分为:
1, 对于发生于乘坐交通工具或处于运动的视觉刺激过程中产生的晕动症状,但对日常活动没有很大的负面影响,被认为属于正常的生理反应。这类表现称之为:晕动症(motion sickness)或视觉诱发晕动症(visually induced motion sickness,VIMS)。下文中根据诊断标准的定义,晕动症以“MS/VIMS”表示。
2, 如果晕动病症表现非常严重、对正常生活产生影响时,则称之为晕动障碍(motion sickness disorder ,MSD),或视觉诱发晕动障碍( VIMS disorder,VIMSD)。
请注意,眩晕和头晕是 MS/VIMS的症状,也可能作为前庭疾病的一部分表现,如国际前庭疾病分类(ICVD)所述。然而,尽管它们有相似之处,但MS/VIMS应被视为可能包括有视觉性眩晕的综合征,但晕动症MS与视觉性眩晕相比,虽然症状是由相同的情况持续引发的,但病情具有不同的特征,如晕动症的发病时间特征(如逐渐发作)和具有更复杂的症状群。如上述巴拉尼诊断标准,MS/VIMS可以表现为一次的发作或表现为一种疾病,。
tips:视觉性眩晕( Visual vertigo)是一种因视觉刺激而诱发的眩晕症。是由前庭眼反射紊乱引起的。患者通常在强光、商场、超市等人多且视觉刺激较为强烈的地方容易诱发。 故有称之为超市综合征"SUPERMARKET SYNDROME"。这类表现要注意与焦虑症中的广场恐惧症区别开来。 视觉性眩晕的产生往往是由于视觉传入信息与其他感觉信息冲突,且过度依赖视觉信息,加之视觉强刺激,造成了症状的发生。视觉性眩晕也常见于曾患过前庭功能疾病的患者,例如良性阵发性位置性眩晕、梅尼埃病、前庭神经炎、小脑卒中等。这些患者在疾病恢复期眩晕症状得到了改善,但是在功能层面上,前庭功能恢复不良,利用视觉替代了部分受损的前庭功能,导致过度依赖视觉来参与平衡调节。当周围视觉环境复杂时则产生了视觉性眩晕。 |
MS/VIMS期间的自主神经功能的症状在个体之间差异很大,尚未在广泛地人群中确定一致的生理变化模式。从历史上看,胃活动、皮肤电活动和体温调节的变化与MS/VIMS有关。也有迹象表明,与非病例参试者相比,患有MS的参试者的心血管活动和呼吸可能会发生变化。然而,MS和VIMS自主反应的连贯图景的描述尚未出现。最近,应用深度学习和机器学习技术基于生理测量预测MS/VIMS的研究越来越受欢迎。但这些研究都无法估计MS/VIMS的严重程度或实时检测症状的发作。
一,晕动症的发病机制
关于晕动症的发病机制目前还没有统一的认识,感觉冲突/神经错配假说(sensory conflict/neural mismatch hypothesis),是被引用最多的解释。它认为“晕动症” 是一种由平衡失调引起的疾病。正常人体的平衡功能有三大因素参与,即所谓的平衡三联(视觉,前庭觉,本体感觉),同时为了保持身体平衡能力,人的大脑时时刻刻接受来自我们身体活动所产生的多类信息并及时做出调整。这里也要强调,平衡三联机制也是临床研究眩晕症产生必需具备的关键基础知识。
前庭系统是人体平衡系统的主要感受器官,其次为视觉及本体觉的感受器。
1,前庭感觉系统是耳朵里的一套精密的平衡感知系统,是人体平衡感受器官,它包括三对半规管和前庭的椭圆囊和球囊。半规管内有壶腹嵴,椭圆囊球囊内有耳石器(又称囊斑),它们都是前庭未梢感受器,可感受各种特定运动状态的刺激。半规管感受角加(减)速度运动刺激,而椭圆囊、球囊的囊斑感受水平或垂直的直线加(减)速度的变化。
2,视觉系统,眼睛在头部运动时保持物体焦点的能力,其取决于前庭系统的信息。眼睛通过观察环境变化,直接感知身体所处的位置信息。
3,本体感觉可告知我们肢体,身躯的放置状态。
如果平衡三联的其中任意两个感受器传递的信号相矛盾时就会使得脑的平衡中枢调节出现紊乱。当人体置身于被动运动环境中,受到运动环境刺激,还会激发定向和平衡功能的应激性保护机制,由于平衡相关的感觉冲突导致中枢整合出现错配,(也就是实际传入的感觉信息和人体根据以往经验所预期的感觉信息之间产生矛盾)就会导致包括头晕、植物神经功能紊乱在内的一系列的神经生理性改变。也有观点认为小脑受刺激亦可能为本病的又一机理。
用平衡三联 具体的描述MS/VIMS的产生过程如下:当我们坐高速行驶的车里时,眼睛看到向后移动的树木,提供大脑的信息是身体在移动;内耳前庭平衡器官提供大脑的信息也是在移动;可是,眼睛看到的车中物体却是静止的,同时人体的肌肉和关节提供大脑的信息也是身体处于静止状态;这个时候,我们的大脑感觉到这些信息来源之间没有联系,或互相矛盾,大脑没有办法知道我们是在移动,还是静止。这种感知冲突就会触发大脑的防御机制,从而引发一系列生理反应,导致出现晕动症状。尤其当急刹车、急转弯或突然起动时,晕动的表现会更厉害,下车休息片刻,症状可逐渐减轻或消失。
图:以平衡三联为主的多感觉控制系统完成和维持平衡: 具有完整的半规管和耳石的完全功能的前庭器官是发生MS/VIMS 的先决条件。在皮质层面,前庭内侧和上核的前庭神经元的功能活动(速度储存机能)被确定为MS 发展的关键因素。此外,涉及脑干区域的运动和内脏传出和传入回路的相互作用复杂,例如孤束核,尾髓的背外侧网状结构,臂旁核,迷走神经和脊髓神经元,以及前扣带皮层与杏仁核输入功能,目前已知参与恶心和呕吐的过程[
晕动症的发生,也和振荡频率有关。振荡强度越增加,患者的恶心程度会越强。当乘客处于0.2赫兹左右的低频运动状态时,其恶心程度将达到峰值。而通常的交通工具,如汽车、轮船、飞机等,其颠簸的频率,往往就是在0.2赫兹左右。在骑马、步行、跑步时,人体的震动频率往往高于1赫兹,所以一般不会发生晕动症。
在自动驾驶汽车中的MS发生也与0.2Hz的低频运动模式有关,振幅越高,导致MS越多。最近的研究为这一假设提供了支持证据,但也表明,最具诱发性的频率范围可能因人而异,一些人更容易受到0.4Hz左右运动的影响。此外,乘客在车内的座位安排会影响MS的严重程度和可能性,后向位置导致的MS比前向位置更多,坐在后座比坐在前排更易诱发。为乘客提供车外视野有助于预测车辆即将发生的运动,并显著降低MS,然而也有资料表明尽管在前方道路清晰可见的情况,也还是有可能发生严重的MS发作。
晕动症跟车速和空气不流通也有关。汽车相比较小的电摩来说,速度更快,而且封闭的车厢更容易相对缺氧,大脑更敏感、脆弱,更易出现晕车症状。在低海拔近距离飞行更易遭遇湍流影响,乘客发生空晕病的概率高达25%,而在高海拔远距离飞行过程中,空晕病的发生率降至1%;约有1/3的乘客可在长途客车出行过程中出现不适症状,特别是在山区公路弯道较多时容易出现晕车表现;在远距离巡航过程中,船员中每日发生晕船病的概率为0.42%,而在较小的救生筏或海浪较大,晕船症的发病率高达50%。
那为什么许多人自己开车却不那么容易晕车呢?可能是因为司机握着方向盘、脚踏油门、刹车等主动掌握汽车的运动速度和方向,眼睛直视运动着的前行方向。可以直接感受到是在上坡还是下坡,是在加速还是减速,是水平移动还是垂直移动等。身体产生的每一个动作,视觉信息都在通知大脑:我们真的在动!这时大脑能感知到人的动作和运动之间的关联,对方向改变与加速减速都有预判,作出的反应与感知都是和谐的,因而不容易产生晕动症。
二,自动驾驶汽车和虚拟现实技术(VR)中 MS 特有的风险因素
有意思的是,目前的两个趋势使晕动症的研究成为一个热门话题;最近大多数MS/VIMS研究都是在考虑这些主题的情况下进行的。
1,自动驾驶汽车的时代已经开始,全自动驾驶汽车已经出现在我们的道路上。然而,在自动驾驶汽车中,晕动症的风险显著增加,约46%的成年人在车内作为乘客时发生MS/VIMS,这使其成为自动驾驶汽车发展的一个严重问题。
2,虚拟现实技术(VR)已成为主流,是康复、研究、教育和培训为目标的一种非常有益的工具。不幸的是,VR用户经常遇到视觉诱发晕动症VIMS。报告的VIMS发病率和严重程度的数据波动较大,但导致VR使用的过早终止率可能高达60%。因此,MS/VIMS可能会危及这些新技术的成功和接受。
虚拟现实技术(VR)在过去的几年里不断改进,解决了一些问题,如人体工程学舒适性、头部和视觉运动耦合的时间延迟增加、视野小或屏幕分辨率等等。然而,VIMS仍然是当今VR系统的一个问题,主要是由于VR内容的性质和/或与用户相关的因素。最近一项对55项研究的荟萃分析,揭示了VR用户发生VIMS的可能性有三个主要因素。
1,VR游戏比静态360°视频或极简场景引起的VIMS要多得多,这表明VR内容的类型很重要。
2,具有更多视觉信息的VR场景(即具有快速视觉变化的内容)对比于较少视觉信息的场景引发更多的VIMS。
3,用于在虚拟环境中导航的运动类型对VIMS至关重要,与基于控制器的运动或静态场景(没有用户或场景的视觉或物理运动)相比,实际行走导致 VIMS 较低
三,晕动症的主要易发因素
MS/VIMS是由特定刺激和个体易感性之间的相互作用引发的多症状综合征。
MS/VIMS的主要病因是运动刺激,因个体体质、敏感性差异及诱发环境的不同,晕动病的发病率有所差异,如果诱发病因足够强烈,大多数人都会经历。
年龄和性别已被确定为决定MS/VIMS易感性的两个最突出的因素。在儿童时期由于前庭功能还没有发育成熟,因而相对更容易晕车。随着年龄的增长和前庭功能的逐渐完善,以及相关活动的历练,晕车症状会越来越轻。对于MS,发现年龄与MS易感性之间存在倒U型关系。2岁以下婴儿的MS/VIMS很少见,6-9岁儿童的易感性最高,青春期和成年期MS/VIMS易感性降低。然而,在VIMS的背景下,年龄的作用尚不清楚。4-10岁儿童玩基于VR的视频游戏的录音表明,他们受VIMS的影响很小,50名儿童参与者中只有2名因轻度不适而要求停止游戏。与35岁以上的成年人相比,35岁以下的成年人患VIMS的可能性似乎更高。相比之下,有人认为,VIMS易感性可能会在生命的后期增加,老年人(65岁或以上)患VIMS风险更高.VIMS易感性在整个生命周期中的分布仍然有些不确定,这突显了在这一领域进行进一步研究的必要性。
关于性别,在以自我报告为主的调查和实验室研究中,女性比男性更频繁、更严重地经历MS/VIMS。然而,值得注意的是,一些实验研究未能发现女性和男性之间MS/VIMS的差异,质疑这种效应的稳健性。MS/VIMS易感性中潜在的性别相关差异的原因仍然是推测性的。VIMS的严重程度与女性的月经周期有关,表明内分泌系统参与其中。有人推测,与性别相关的差异可能与性别角色和刻板印象有关,认为女性更愿意报告MS/VIMS,但这一说法的科学证据缺失。女性与男性的易感性增加可能是客观的,而不是主观的报告偏见,因为对海上乘客的调查表明,呕吐的女性与男性风险比为5:3。
同时MS/VIMS也与遗传因素有关联,有一定的遗传倾向。研究表明,如果家族中有人患有MS/VIMS,那么后代患病的风险会显著增加。具体来说,当父母中仅有一方患病时,孩子患病的可能性大约为50%,而如果双方都有MS/VIMS,孩子几乎不可避免会受到影响。这种遗传模式符合显性遗传规律;种族因素可能也和遗传有关。与欧洲人或非洲人后裔相比,亚洲人的易感性更高。
晕车除了跟身体结构有关,除去一些器质性原因,心理精神因素也能诱发晕动病,如情绪紧张、睡眠不佳、作息习惯不规律等。有资料表明MS的发病与个人的罹患病史强烈地相关联,可能由恶性感受留下的心理阴影引起。
此外,文献中也有认为偏头痛患者也易被晕动症“纠缠”。
四,MS/VIMS需要鉴别的疾病
1,在MS/VIMS期间通常会出现头晕和/或定向障碍,但如果只是头部运动引起的,而缺乏身体移动的眩晕则不是MS/VIMS的相关症状,其表明的可能仅是前庭功能障碍引起的表现。
2,如果仅是由于视觉观察到物体的运动(例如交通繁忙状态,闪烁的灯光)导致的眩晕感,而不是由于身体自我运动引起的,这类表现经常被标记为“视觉眩晕”。不仅发生在MS/VIMS,还有可能在一系列的前庭紊乱都可以见到(例如,前庭神经炎,梅尼埃病,良性阵发性姿势性眩晕[ BPPV ]) 。
3,患有偏头痛或偏头痛相关眩晕的患者出现晕动症的风险增加,但 MS/VIMS 导致的头痛不一定是偏头痛的一部分。
4,在诱导人体产生的摆动或晃动症状的运动结束后,如这种身体摆动的感觉仍然持续存在(例如,从海上航行返回到陆地) ,并可能伴有 MS 样症状则被认为是 Mal de Debarquement 综合征(登陆病)
五, 晕动症治疗,主要着重于预防
晕动病事件发生的频率和严重程度关键是减少引起疾病的刺激(例如避免或停止乘坐交通运输工具)、改变这一期间的行为姿势可以减少刺激影响(例如限制头部运动,坐在有高靠背的椅子上,朝向行驶的方向坐)、在暴露于刺激因素之前服用药物、最大限度地控制自己的视线(例如,通过挡风玻璃直视前方,向外看并将目光固定在地平线上的一个中心点)等等。
还有其他非药物治疗,如音乐、气味、吸入新鲜空气和行为疗法(呼吸练习、冥想等等)。但这些方法的有效性差异很大,迄今为止,对抗晕动症和VIMS的最有效的非药物对策是习惯化,反复接触相同的刺激性运动会随着时间的推移减少MS/VIMS。通过进行有规划的运动刺激来诱导习惯化。有规划的干预措施包括:脱敏性视觉刺激、前庭习服训练。然而,完全习惯化对用户来说可能是耗时且不愉快的,因此它不是最实用的解决方案。在过去几年中,已经测试了其他减少MS/VIMS的方法,其中一些方法显示出有希望的结果。例如,
1,前庭电刺激(GVS)与声音或触觉刺激结合时降低了VR虚拟环境中产生的VIMS。
2,多感官刺激;包括座椅振动和声音的组合与驾驶模拟器中的视觉场景相匹配的联合作用,已被证明减少VIMS的发生有积极的影响,尽管这种多感官刺激效应的稳健性仍然还有疑问。
3,为暴露于诱导 VIMS刺激因素中的参与者提供他们最喜欢的音乐,无论音乐的唤醒水平或效价如何,VIMS 都降低了50% 。
4,其他被发现可以减少VR中VIMS的方法还包括:模糊场景;或减少用户在VR中导航时的中心视野;添加稳定的、水平对齐的视觉参考;训练视觉空间能力;或使用穴位刺激等等。尽管取得了一些有希望的结果,但目前的对策都不能完全预防或减少每个人的MS/VIMS,因此进一步的研究非常有必要,新科技发展过程中,古老病症提出了的新挑战值得深思。
药物可分为以下几类:抗毒蕈碱类药物(如东莨菪碱)、H1抗组胺药(如茶苯海明)和拟交感神经药物(如苯丙胺)。其他类型的止吐药对MS/VIMS无效(包括D2多巴胺受体拮抗剂和用于化疗副作用的5HT3拮抗剂)。这可能是因为它们的作用位点在迷走神经传入受体或脑干中的化学受体触发区(CTZ),而抗MS/VIMS药物作用是位于前庭脑干小脑区。
抗组胺药如美克力嗪阻断延髓中的组胺能受体,抑制从孤核和前庭核接收基于组胺的信号,有效对抗MS/VIMS。东莨菪碱是一种毒蕈碱胆碱能阻滞剂,已被证明对MS/VIMS有效,可用作透皮贴剂或鼻内给药。东莨菪碱是所有五种毒蕈碱受体M1至M5的非选择性阻断剂。最近的证据表明,其抗MS/VIMS作用是在中枢M5受体,而许多不必要的副作用是由受体M1-M4的作用引起的。需要注意的是大多数抗晕动症的药物都可能有不必要的副作用,如疲劳或嗜睡,并构成滥用的风险。
六,小结与展望
MS/VIMS威胁着许多人的健康和舒适生活。具体而言,我们日常生活中对视觉显示器和设备(智能手机、平板电脑、VR等)的日益依赖以及自动驾驶汽车的出现,使MS/VIMS成为及时和高度相关的话题,为充分利用这些技术带来了巨大的障碍。因此,未来十年仍有两个主要目标。首先,开发能够预防MS/VIMS的简单、可靠的非药物解决方案至关重要。最近采用的方法,如多感官刺激(如振动、听觉、GVS等),通过音乐或气流促进愉快的氛围,或优化习惯化训练程序,都取得了诱人的结果,可以作为未来研究的基础。其次,重要的是尽早可靠准确地识别MS/VIMS的发作,以便采取适当的对策。迄今为止,对MS/VIMS的客观衡量尚未出现,尽管生理学(如脑电图)、行为学(如摇摆、眼球运动)和机器/深度学习技术的结合已显示出接近这一目标的良好开端。在过去几年中,我们对MS/VIMSS这一古老的病症的理解大大增加,但仍有许多有待发现。
参考文献
1,Keshavarz,B. et al, Motion sickness: current concepts and management WestminsterResearch,https://doi.org/10.1097/WCO.0000000000001018
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