综述：自主神经系统：概念重构的时机？

本文系统回顾了自主神经系统（ANS）的历史渊源与理论演变，对Langley提出的经典概念提出深刻质疑。作者指出"交感"与"副交感"术语的局限性，主张采用"颅内脏神经"和"脊髓内脏神经"的命名体系，强调ANS并非独立系统而应整合为整体神经调控的一部分。通过剖析从Galen的动物精神说到现代基因表型研究，论文揭示了ANS概念在进化生物学和临床医学中的认知误区，为神经科学领域提供了重要的理论重构视角。

　　

引言：百年概念的重新审视

自主神经系统（ANS）概念诞生127年来是否依然有效？科学概念并非实验获得的事实，而是对自然界结构性和关系性属性的语言表征。如同任何概念，ANS概念包含真实、错误和逻辑概率陈述（Popper 1979）。它之所以延续至今，部分源于科学家和临床医生的重复使用，部分源于验证手段的局限——一个概念要得到科学验证，必须首先形成可检验的假设。

交感论：自然哲学与医学中的前科学概念

交感（sympathy）法则——相似产生相似——是跨文化的自然哲学现象。在希波克拉底模型中，身体各部分共同受苦的概念使交感成为临床医学传统中的技术性概念。Galenus（公元129-200年）通过动物解剖提出 cerebrospinal axis 概念，认为所有神经都是大脑器官的延伸，这些中空的神经运输"动物精神"到各个器官以保证功能的协调。

Willis（1621-1675年）通过脑干损伤实验证实脑干是非自愿性、物质性"动物精神"的所在（呼吸、心跳）。他将神经节命名为"肋间神经"，认为它们起源于脊髓，只是"精神仓库"。Winslow（1669-1760年）在1732年基于解剖和组织学数据，提出将肋间神经改称为交感神经，这一范式转变将内脏"非自愿"功能与大脑分离，是首次偏离Galen轴向脑脊髓模型的重大转变。

英国神经生理学派

Michael Foster（1836-1907年）在Sharpey影响下投身实验工作，开始研究心脏节律性。1870年，Sharpey将Foster从医疗实践中召回，任命他为UCL实用生理学教师和病理学博物馆馆长。Foster按照德国医学教育模式组织了非强制性的实践课程，这一战略职位使他在剑桥扩展并改革了生理学、生物学、比较解剖学、组织学和胚胎学教育。

非自愿神经系统

Walter Gaskell作为剑桥大学的数学优等生，在听了Foster的讲座后改变了职业生涯。1874年，Foster派年轻的Gaskell到德国师从莱比锡大学比较解剖学和生理学教授Carl Ludwig（1816-1895年）。德国比较解剖学和胚胎学派对生理学研究的影响在Gaskell后期工作中显而易见。

Gaskell通过精确的机械记录方法研究血管壁反应性，得出结论：神经输入只是血管张力的一方面。他在1880年的论文阐明了心脏的双重神经支配（Gaskell 1880）。从1882年开始，Gaskell开始全面研究交感神经，优雅的实验证实脊椎动物心脏节律并非起源于区域迷走交感神经节，而是源于内在的心脏细胞特性（Gaskell 1883）。

自主神经系统

John Langley在Foster到达后一年进入圣约翰学院，以自然科学Tripos竞赛一等成绩毕业（Langdon-Brown 1939）。1876年，24岁的Langley成为生理学研究员（Fletcher 1926）。最初作为Foster的示范者，他负责组织和管理所有实验室课程，最终在1903年接替Foster成为生物学系教授和主任。

Langley的研究历史为了解他在46岁时（1898年）提出ANS概念提供了窗口。他开始使用化学探针（毛果芸香碱、阿托品），如同之前的实验药理学家（Temkin 1946），并结合组织学研究来理解外分泌腺和心脏变时功能（Langley 1873）。他将观察扩展到内脏神经支配：血管运动神经在腺体分泌中的作用以及迷走神经纤维在心脏功能中的角色。

人文因素的影响

关于"autonomic"一词，Langley在第二页的脚注中写道（Langley 1898）："这个词是Jebb教授建议我使用的，我向他表示诚挚的感谢"。

Autonomos源自古希腊语，autos（我，自己，与另一个相对的同一自我）和nomos（习俗，法律），意指按自己的法律生活，保持独立（Lidell & Scott 1889）。索福克勒斯的《安提戈涅》（公元前438年）是历史记载中首次出现"α?τ?νομο?"（自主的）一词的地方，尽管在当代英译本中并未出现（Jebb 1891）。

ANS概念的辩护

ANS概念符合对应原理：新理论包含旧理论，被认为是对观察现象的更好解释，且具有可操作性（Popper 1979）。Langley的科学严谨性、个性特征和文字技巧，加上他主持《生理学杂志》的日子，可能是"自主"一词延续至今的其他原因。

在《生理学杂志》工作期间，他承担了所有职能：行政管理、财务、出版社管理、通信和编辑。他的编辑风格基于事实必须自己说话的原则，使用最少的词语。他经常拒绝支持图像，甚至组织学图像，并排除没有数据支持的讨论。在发表前，他经常重写整篇论文。

后果

在解剖学、药理学和生理学上分离且拮抗的交感神经和副交感神经作为简化模型在神经科学和临床研究中一直很有用（Ernsberger & Rohrer 2018）。不幸的是，这种简化方案不足以促进我们对机体生理学的理解，并继续忽略感觉内脏输入和中枢调节活动（Macefield 2024）。

进化视角

内脏神经元的细胞表型分析提供了进一步见解，但也挑战了这些神经元古老的解剖学、药理学和生理学定义。神经嵴谱系的单细胞和空间转录组分析从进化上重新确认了亚里士多德、Bichat和Gaskell设想的人类神经系统进化二分法。

脊椎动物的感觉运动回路具有不同的转录因子特征，可以追溯到软体动物（D'Autréaux et al. 2011; Nomaksteinsky et al. 2013）。体细胞或关系神经元感知环境并通过塑造身体运动作出反应：体细胞感觉神经元表达Brn3，而体细胞运动神经元表达Mnx1和Lhx3/4的组合。表达Phox2b的内脏神经元感知内部环境并参与调节内部功能（Fritzsch et al. 2017）。

结论与新命名提案

19世纪的实验科学、临床观察和古典研究都促成了至今仍在使用的自主神经术语。这个术语试图取代先前的术语并解释神经系统中极其复杂的部分。在没有感受内部感觉或内脏功能中枢模式发生器（CPG）知识的情况下，以及其与感觉和情绪关系的情况下，外周研究给人一种独立的、非自愿的、自主的神经系统的印象。

我们主张，正如先前提出的（Macefield, 2024），任何依赖CPG的运动模式都可以且应该被视为ANS的一部分。使用前述例子，吞咽和呼吸都可以在没有意识努力的情况下运行，就像产生胃肠道蠕动运动的肠神经系统回路一样。

新的命名体系建议

据此我们提出以下论点：

1. 1.

   从进化角度看，生物体配备了CPG和神经网络，能反射性整合特定的感觉运动功能，包括内脏功能。CPG是分层组织的，更头侧的CPG能够整合多个器官系统功能

2. 2.

   体细胞功能，涉及体感输入和体运动输出，具有自己的遗传指纹

3. 3.

   内脏功能，涉及内脏输入和内脏运动输出，具有自己的遗传指纹

4. 4.

   没有任何单一感觉输入模式激活"自主传入神经"，也没有特定的自主传入纤维，这些纤维在脊神经以及迷走神经和舌咽神经等颅神经中行走

5. 5.

   由于皮肤的胚胎起源并与进化观点一致，皮肤应纳入内脏领域。血流、汗液产生和立毛活动都有助于生物体适应

6. 6.

   不存在独立的自愿和非自愿"神经系统"。自愿和非自愿功能都内置于体细胞和内脏功能中

7. 7.

   如果使用，"交感"和"副交感"术语需要仔细限定：它们涉及历史术语，通常仅指控制内脏功能的传出神经纤维，通常不考虑它们的传入神经纤维

8. 8.

   并非所有器官都接受交感和副交感神经的双重支配，但即使对于那些接受的器官（如心脏、瞳孔、脑和胃肠道血管系统），认为总是存在相反作用以保持ANS平衡的概念是不正确的（Paton et al. 2005）

9. 9.

   脊髓内脏神经节最好称为内侧（目前为椎旁）、外侧（目前为椎前）和远端（靠近器官）

10. 10.

    只有一个具有不同功能的神经系统。不存在独立的自主"神经系统"。如果我们保留"自主"一词，它应该仅指整个生物体，意味着神经系统确