临床各种类型癫痫发作的基础是脑神经元的发作性异常放电，其基本特点是局部产生的异常高频放电。尽管癫痫灶的分布各不相同，但源自癫痫灶的异常高频放电均需沿一特殊途径产生传播，这一特殊途径就是各种类型癫痫发作的共同解剖结构基础。大量资料说明与癫痫发作有关的重要解剖结构有两大系统，即前脑系统和脑干系统。
1、前脑系统：在前脑内可被诱发出痫性放电的脑组织结构有边缘系统、基底节、皮层下结构和大脑皮层。
（1）边缘叶及边缘系统
边缘叶的主要成分为扣带回、海马旁回和海马。而边缘系统的概念不十分明确，大概是指位于大脑半球内侧面而连接脑干和胼胝体的较古老的皮质和皮质下结构，包括海马旁回、海马结构、杏仁体、扣带回、隔区、下丘脑、丘脑前核、丘脑北侧核和中脑的中央灰质、脚间核、被盖背核、被盖腹核，一端近隔区，另一端在颞叶内侧面的前端。边缘系统的主要功能是有关内脏机能的整合与精神运动，故又称为内脏脑和精神脑。
边缘系统的主要病变表现为颞叶癫痫、记忆障碍、睡眠饮食习惯异常和痴呆。
（2）基底节
基底节与间脑部位相临近，中间以内囊相隔，包括尾状核、壳核和苍白球。与此相关的核团还有丘脑底核、中脑的黑质和红核、延髓的下橄榄体、网质核。其中尾状核和壳核合称新纹状体。在正常情况下，尾状核可抑制杏仁核、海马及颞叶皮层的痫性放电。在爬虫类、鸟类动物中，纹状体是锥体外系的重要组成部分，是调节肌张力、调节联合运动、维持姿势的最高运动中枢，而在高等哺乳动物中，纹状体退居次要地位，大脑皮质成为锥体外系的最高级中枢。但实验显示，纹状体对边缘性抽搐能起抑制作用。苍白球位于壳核的的内侧，二者合称为豆状核。
（3）皮层下结构
丘脑：间脑中最大的一块组织，在脑干前端，形如圆丘、为一细胞核团。丘脑内部结构复杂，它由多个核群共同构成，如前核群、中线核群、内侧核群、外侧核群、后核群、板内核群和丘脑网状核等。
不同的丘脑核团作用不一，主要表现为对部分性发作的影响。腹前核和侧后核有病变时可减少皮层神经元的痫性放电，腹侧核为易化作用，背内侧核及丘脑腹侧海马区为抑制作用，腹内侧核无任何作用。
下丘脑：位于丘脑腹侧，丘脑下沟以下的部分，它组成第三脑室下部的侧壁和底壁。包括视交驻叉、灰结节、乳头体以及灰结节向下延伸的漏斗。
下丘脑前后部对抽搐分别起抑制和易化作用。
（4）大脑皮层
皮层的病变能够促发面部和前肢抽搐，起初是在慢性癫痫动物模型上发现的。此后，又证实大脑额叶和后部皮质病变也可降低惊厥阈值。
额叶：主要机能是运动功能、智能与情感、言语功能及对小脑共济运动的控制作用。额叶病变主要表现为运动、言语、精神障碍。额叶癫痫多表现为发作时头颈甚至整个躯体向一侧扭转，单限于肢体者常上举一侧上肢，好象击剑状。某些起源于这个部位的发作可引起短暂的凝视以及意识障碍，随之再出现一些刻板的发作，这种发作形式也称为复杂部分性发作。与颞叶引起的复杂部分发作不同，额叶性的部分发作后一般意识立即恢复，而颞叶性的发作后意识恢复则较慢。
顶叶：主要机能是感觉和言语功能。顶叶病变主要表现为感觉、言语和认识功能障碍。顶叶癫痫多以偏侧面部、上下肢的感觉异常或感觉脱失为主要发作表现，有时也可伴有视物变形或空间定向力丧失。顶叶发作易于演变成同侧运动性发作，甚至全身性发作。
颞叶：主要机能为对听觉刺激进行分析综合。颞叶病变主要表现为听力、言语和精神障碍。属于单纯部分性发作的颞叶癫痫主要以听觉、嗅觉、内脏感觉等幻觉的体验、自主神经表现以及精神症状为主，发作初期意识清楚，在犯病之后可回忆部分或全部的发作情节，部分病例也可演变成大发作。
枕叶：主要机能为视觉功能。枕叶病变主要表现为视野、视觉障碍。枕叶癫痫常以偏侧闪光暗点、视物变形或视幻觉起病。继以同侧感觉性、运动性部分性发作，或全身强直一阵挛性大发作，偶尔发作之后呈现意识错乱以及自动症。
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