Plum and posner’s diagnosis of stupor and coma fourth Edition series editor sid Gilman, md, frcp

patients with normal cognitive function will

have a mild tendency to grasp the first time the

reflex is attempted, but a request not to grasp

the examiner quickly abolishes the response.

Patients who are unable to inhibit the reflex

invariably have prefrontal pathology. The grasp

reflex may be asymmetric if the prefrontal in-

jury is greater on one side, but probably re-

quires some impairment of both hemispheres,

as small, unilateral lesions rarely cause grasp-

ing.

137

Grasping disappears when the lesion

involves the motor cortex and causes hemi-

paresis. It is of greatest value in a sleepy pa-

tient who can cooperate with the exam; it dis-

appears as the patient becomes more drowsy.

Like paratonia, prefrontal reflexes are normally

present in young infants, but disappear as the

forebrain matures.

135

Motor Responses

After assessing muscle tone, the examiner next

tests the patient for best motor response to

sensory stimulation (Figure 2–10). If the pa-

tient does not respond to voice or gentle shak-

ing, arousability and motor responses are tes-

ted by painful stimuli. The maneuvers used

to provide adequate stimuli without inducing

actual tissue damage are shown in Figure 2–1.

A Metabolic encephalopathy

B Upper midbrain damage

C Upper pontine damage

Figure 2–10. Motor responses to noxious stimulation in patients with acute cerebral dysfunction. Levels of associated

brain dysfunction are roughly indicated at left. Patients with forebrain or diencephalic lesions often have a hemiparesis

(note lack of motor response with left arm, externally rotated left foot, and left extensor plantar response), but can gen-

erally make purposeful movements with the opposite side. Lesions involving the junction of the diencephalon and the mid-

brain may show decorticate posturing, including flexion of the upper extremities and extension of the lower extremities. As

the lesion progresses into the midbrain, there is generally a shift to decerebrate posturing (C), in which there is extensor

posturing of both upper and lower extremities. (From Saper, C. Brain stem modulation of sensation, movement, and con-

sciousness. Chapter 45 in: Kandel, ER, Schwartz, JH, Jessel, TM. Principles of Neural Science. 4th ed. McGraw-Hill, New

York, 2000, pp. 871–909. By permission of McGraw-Hill.)

Examination of the Comatose Patient

73

---

Responses are graded as appropriate, inap-

propriate, or no response. An appropriate re-

sponse is one that attempts to escape the stim-

ulus, such as pushing the stimulus away or

attempting to avoid the stimulus. The motor

response may be accompanied by a facial gri-

mace or generalized increase in movement. It

is necessary to distinguish an attempt to avoid

the stimulus, which indicates intact sensory

and motor connections within the spinal cord

and brainstem, from a stereotyped withdrawal

response, such as a triple flexion withdrawal of

the lower extremity or flexion at the fingers,

wrist, and elbow. The stereotyped withdrawal

response is not responsive to the nature of the

stimulus (e.g., if the pain is supplied over the

dorsum of the toe, the foot will withdraw into,

rather than away from, the stimulus) and thus

is not appropriate to the stimulus that is ap-

plied. These spinal level motor patterns may

occur in patients with severe brain injuries or

even brain death. It is also important to assess

asymmetries of response. Failure to withdraw

on one side may indicate either a sensory or a

motor impairment, but if there is evidence of

facial grimacing, an increase in blood pressure

or pupillary dilation, or movement of the con-

tralateral side, the defect is motor. Failure to

withdraw on both sides, accompanied by facial

grimacing, may indicate bilateral motor im-

pairment below the level of the pons.

Posturing responses include several stereo-

typed postures of the trunk and extremities.

Most appear only in response to noxious stim-

uli or are greatly exaggerated by such stimuli.

Seemingly spontaneous posturing most often

represents the response to endogenous stim-

uli, ranging from meningeal irritation to an oc-

cult bodily injury to an overdistended bladder.

The nature of the posturing ranges from flexor

spasms to extensor spasms to rigidity, and may

vary according to the site and severity of the

brain injury and the site at which the nox-

ious stimulation is applied. In addition, the two

sides of the body may show different patterns

of response, reflecting the distribution of in-

jury to the brain.

Clinical tradition has transferred the terms

decorticate rigidity and decerebrate rigidity

from experimental physiology to certain pat-

terns of motor abnormality seen in humans.

This custom is unfortunate for two reasons.

First, these terms imply more than we really

know about the site of the underlying neuro-

logic impairment. Even in experimental ani-

mals, these patterns of motor response may be

produced by brain lesions of several different

kinds and locations and the patterns of motor

response in an individual to any one of these

lesions may vary across time. In humans, both

types of responses can be produced by supra-

tentorial lesions, although they imply at least

incipient brainstem injury. There is a tendency

for lesions that cause decorticate rigidity to be

more rostral and less severe than those caus-

ing decerebrate rigidity. In general, there is

much greater agreement among observers if

they simply describe the movements that are

seen rather than attempt to fit them to com-

plex patterns.

Flexor posturing of the upper extremities

and extension of the lower extremities corre-

sponds to the pattern of movement also called

decorticate posturing. The fully developed

response consists of a relatively slow (as op-

posed to quick withdrawal) flexion of the arm,

wrist, and fingers with adduction in the upper

extremity and extension, internal rotation, and

vigorous plantar flexion of the lower extremity.

However, decorticate posturing is often frag-

mentary or asymmetric, and it may consist of

as little as flexion posturing of one arm. Such

fragmentary patterns have the same localizing

significance as the fully developed postural

change, but often reflect either a less irritating

or smaller central lesion.

The decorticate pattern is generally pro-

duced by extensive lesions involving dysfunc-

tion of the forebrain down to the level of the

rostral midbrain. Such patients typically have

normal ocular motility. A similar pattern of

motor response may be seen in patients with

a variety of metabolic disorders or intoxica-

tions.

138

However, the presence of decorticate

posturing in cases of brain injury is ominous.

For example, in the series of Jennett and

Teasdale, after head trauma only 37% of co-

matose patients with decorticate posturing

recovered.

139

Even more ominous is the presence of ex-

tensor posturing of both the upper and lower

extremities, often called decerebrate postur-

ing. The arms are held in adduction and ex-

tension with the wrists fully pronated. Some

patients assume an opisthotonic posture, with

teeth clenched and arching of the spine. Tonic

neck reflexes (rotation of the head causes hy-

perextension of the arm on the side toward

74

Plum and Posner’s Diagnosis of Stupor and Coma

---