导图社区 神经系统对躯体运动的调控
本导图梳理了的内容有运动中的中枢调控、音髓对躯体运动的调控作用、脑干对肌紧张和姿势的调控、基底神经节对躯体运动的调控、小脑对躯体运动的调控。
编辑于2021-10-26 12:18:01神经系统对躯体运动的调控
运动的中枢调控概述
运动的分类
反射运动
最简单、最基本的运动形式
特点
定型运动
一般不受意识控制
强度与刺激大小有关
耗时较短
反射运动
在大脑皮层控制下,有意识的运动
特点
复杂
运动的方向、轨迹、速度和时程都可随意选择和改变
节律性运动
介于随意和反射之间并具有这两类运动特点的一种运动形式
如呼吸、咀嚼和行走
特点
随意开始和停止
运动开始后便不需要意识参与
自动重复进行
被感觉信息调制
运动调控的中枢基本结构和功能
三级水平
最高层
大脑皮层联络区、基底神经节和皮层小脑
运动的总体策划
中间层
运动皮层和脊髓小脑
运动的协调、组织和实施
最底层
脑干和脊髓
运动的执行
随意运动
路径
策划起自皮层联络区
信息在基底神经节和皮层小脑间不断交流
运动指令传送到皮层运动区(中央前回,运动前区)并发出
到达脊髓和脑干运动神经元而产生运动
各级中枢都需不断接受感觉信息来调整运动中枢的活动
中枢在策划运动,学习过程都需要感觉信息
基底神经节和皮层小脑
运动中,需要反馈信息及时纠正偏差
脊髓小脑
感觉信息引起反射,调整身体姿势
脊髓和脑干
音髓对躯体运动的调控作用
脊休克
脊髓动物/脊动物
脊髓休克/脊休克
动物的脊髓与高位中枢离断后,暂时丧失了反射活动能力而进入无反应状态
脊休克的恢复
脊髓能完成某些简单反射
但这些反射平时受高位中枢控制而不易表现
通常是伸肌反射减弱而屈肌反射增强
主要表现
离断面以下的躯体感觉和运动功能丧失
肌紧张消失
排尿反射、排便反射、排汗反射消失
外周血管扩张、血压下降
沓髓前角运动神经元与运动单位
脊髓运动神经元
α-运动神经元
接受外周信息的传入和上级中枢的下传信息
躯体运动反射的最后公路
引发随意运动、调节姿势和协调不同肌群活动
γ-运动神经元
接受来自大脑皮层和脑干等高位中枢的下行调控
兴奋性较a运动神经元高
常以较高频率持续放电
调节肌梭对牵拉刺激的敏感性
β-运动神经
对梭内,外肌纤维都有支配
运动单位
运动单位
一个α-运动神经元及其所支配的全部肌纤维所组成的功能单位
大小取决于α-运动神经元轴突末梢分支的数量
一个运动单位的肌纤维与其他运动单位的肌纤维交叉分布
脊髓对姿势反射的调节
概念
姿势
身体各部分之间以及身体与空间的相对位置
姿势反射
反射性改变骨骼肌的肌紧张或产生相应的动作,以保持或改变身体的姿势避免发生倾倒
屈肌反射与对侧伸肌反射
屈肌反射
脊动物一侧肢体的皮肤受伤害性刺激时,反射性引起受刺激侧肢体关节的屈肌收缩而伸肌舒张,使肢体屈曲
躲避伤害
不属于姿势反射
屈曲程度与刺激强度有关
对侧伸肌反射
刺激强度加大,引起同侧肢体屈曲和对侧肢体伸展
姿势反射
保持身体平衡
牵张反射
牵张反射
有完整神经支配的骨骼肌在受外力牵拉伸长时引起的被牵拉的同一肌肉发生收缩
感受器
感受器是肌梭
梭状
长4-l0mm
外层是结缔组织囊
有6-12根梭内肌纤维
与梭外肌纤维平行
并联关系
感受肌肉长度变化
传入纤维
Ia类和II类
梭内肌纤维
组成
两端的收缩成分
中间的感受装置
串联关系
分类
核袋纤维
核集中在中央部
Ia类纤维
末梢呈螺旋形
γ运动神经元的传出纤维
板状末梢
核链纤维
细胞核则较分散
lI类纤维,Ia类纤维
lI类纤维的末梢呈花枝状
γ运动神经元的传出纤维
蔓状末梢
α-γ共同激活
α,γ运动神经元往往在高位中枢的控制下同时激活
类型
腱反射
快速牵拉肌腱时发生的牵张反射
膝反射,跟腱反射等
效应器
快肌纤维
时间短
表现
几乎是一次同步性收缩
有明显动作
单突触反射
肌紧张
缓慢持续牵拉肌腱时发生的牵张反射
表现
肌肉处于持续、轻度的收缩状态
无明显动作
同一肌肉的不同运动单位交替收缩
持久而不易疲劳
维持身体姿势最基本的反射活动
随意运动的基础
效应器
慢肌纤维
多突触反射
伸肌和屈肌都有牵张反射
主要发生在伸肌
伸肌是人类的抗重力肌
腱反射和肌紧张减弱或消失
反射弧损害或中断
腱反射和肌紧张亢进
高位中枢有病变
腱器官及反牵张反射
腱器官
张力感受器
肌腱胶原纤维之间
与梭外肌串联关系
传入神经为Ib类纤维
与抑制性中间神经元联系
抑制支配同一肌的α运动神经元
反牵张反射
由腱器官兴奋引起的牵张反射抑制
防止牵张反射过强而拉伤肌肉
节间反射
脊动物在反射恢复的后期可出现较复杂的节间反射
节间反射
与高位中枢失联后,脊髓依靠上下节段的协同活动完成的反射活动
搔爬反射
脑干对肌紧张和姿势的调控
脑干对肌紧张的调控
脑干网状结构抑制区和易化区
抑制区
较小
延髓网状结构的腹内侧部分
易化区
较大
脑干中央区域
延髓网状结构的背外侧部分、脑桥的被盖、中脑的中央灰质及被盖,也包括脑干以外的下丘脑和丘脑中线核群等部位
活动较强
大脑皮层运动区、纹状体、小脑前叶蚓部等部位
肌紧张降低
前庭核、小脑前叶两侧部和后叶中间部等部
肌紧张增强
去大脑僵直
去大脑僵直
于中脑上下丘间切断脑干,肌紧张明显亢的现象
四肢伸直,坚硬如柱
头尾昂起,脊柱挺硬,角弓反张状
过强的牵张反射
发生机制
去大脑僵直是抗重力肌紧张增强的表现
局部肌内注射麻醉剂或切断传入冲动便消失
中断了大脑皮层、纹状体等与脑干网状结构的功能联系
抑制区活动减弱
易化区活动优势
人类去皮层僵直
明显的下肢伸肌僵直及上肢的半屈状态
蝶鞍上襄肿引起皮层与皮层下结构失去联系时
去大脑僵直
头后仰,上、下肢均僵硬伸直,上臂内旋,手指屈曲
中脑疾患
类型
γ僵直
机制
高位中枢的下行作用提高γ运动神经元活动
肌梭敏感度增加
α运动神经元兴奋
肌紧张增强而僵直
例子
经典的去大脑僵直(猫)
通路
网状脊髓束
切断动物腰骶部后根消除肌梭传入冲动,γ僵直消失
α僵直
机制
高位中枢的下行作用直接/间接(脊髓中间神经元)
α运动神经元活动增强
肌紧张增强而僵直
切断后根消除相应节段僵直的基础上,若切除小脑前叶蚓部,出现α-僵直
通路
前庭脊髓束
切断第VIII对脑神经
消除半规管和前庭传到前庭核的冲动
α僵直消失
脑干对姿势的调控
脑干参与的姿势反射有状态反射、翻正反射
状态反射
迷路紧张反射
反射中枢是前庭核
颈紧张反射
基底神经节对躯体运动的调控
定义
基底神经节
大脑皮层下的一组神经核团
尾状核、壳核和苍白球
中脑黑质和丘脑底核
功能上与基底神经节密切相关
也被纳入基底神经节的范畴
旧纹状体
苍白球
由内,外侧部组成
新纹状体
尾核和壳核
皮层下与皮层构成神经回路的重要脑区
参与躯体运动的策划和运动程序的编制
纤维联系
与大脑皮层之间的神经回路
路径
新纹状体接受大脑皮层广泛区域的兴奋性纤维
大脑皮层——新纹状体是兴奋性递质Glu
苍白球内侧部发出
丘脑前腹核和外侧腹核
苍白球内侧部——丘脑前,外侧腹核是抑制性递质GABA
大脑皮层的运动前区和前额叶
从新纹状体到苍白球内侧部
直接通路
新纹状体——苍白球内侧部
新纹状体——苍白球内侧部是抑制性递质GABA
易化运动皮层活动
间接通路
新纹状体——苍白球外侧部——丘脑底核——苍白球内侧部
新纹状体——苍白球外侧部是抑制性递质GABA 丘脑底核——苍白球内侧部是兴奋性递质Glu
抑制运动皮层活动
去抑制现象/抑制解除
在抑制作用内,出现一种新异刺激,使抑制暂时消失的现象
黑质纹状体投射系统
新纹状体内细胞密集
投射神经元
中型多棘神经元MSN
主要的信息整合神经元
递质主要是GABA
接受
大脑皮层的Glu能纤维
中脑黑质致密部的DE能纤维
黑质-纹状体投射系统
新纹状体内GABA能和胆碱能抑制性中间神经元
分类
多巴胺D1受体
投射到苍白球内侧部
增强直接通路
多巴胺D2受体
投射到苍白球外侧部
抑制间接通路
易化大脑皮层活动
中间神经元
功能
鸟类及以下动物运动调节的高级中枢
对哺乳类动物的运动调节起重要作用
可能参与运动的策划和程序编制
也参与肌紧张的调节
本体感受
自主神经的调节、感觉传入、心理行为和学习记忆等
疾病
肌紧张过强而运动过少
帕金森病/震颤麻痹
常见于中老年人的神经系统变性疾病
主要表现
肌紧张增高
肌肉强直
随意运动减少
动作缓慢
面部表情呆板
静止性震颤
与丘脑外侧腹核功能异常有关
主要发生在动作的准备阶段
原因
黑质DE能神经元变性
直接通路活动减弱
间接通路活动增强
抑制皮层运动
黑质-纹状体DE递质系统
抑制纹状体内Ach递质
受损
Ach递质系统功能亢进
帕金森病
治疗
多巴胺的前体左旋多巴
M受体拮抗剂东茛菪碱或苯海索,阿托品
肌紧张不全而运动过多
亨廷顿病/舞蹈病
以神经变性为病理改变的遗传性疾病
主要表现
不自主的上肢和头部的舞蹈样动作
肌张力降低
清醒时出现
激动时加重
安静时减轻
睡眠时消失
病因
新纹状体病变
GABA能中间神经元变性或遗传性缺损
对苍白球外侧部的抑制减弱
对丘脑底核加强抑制
间接通路活动减弱
直接通路活动增强
易化大脑皮层运动
治疗
利血平
小脑对躯体运动的调控
前庭小脑
结构
绒球小结叶,邻近的小部分蚓垂
小脑中最原始的部分
纤维联系
前庭核
双向纤维联系
通过前庭核接受前庭器官感觉传入
传出纤维
前庭核
前庭脊髓束
脊髓前角内侧
控制躯干和四肢近端肌肉的活动
脑桥核
外侧膝状体、上丘和视皮层等处的视觉传入信息
调节眼外肌活动
眼的凝视运动
功能
维持身体姿势平衡
控制眼球的运动
损伤
位置性眼震颤
随意运动的协调不受影响
运动病消失
身体平衡失调
脊髓小脑
结构
前叶和后叶的中间带区(包括蚓部和半球中间部)
纤维联系
主要接受脊髓和三叉神经的传入信息
接受视觉和听觉的传入信息
蚓部
顶核
大脑皮层和脑干
皮质,网状,前庭脊髓束
脊髓前角内侧
控制躯干和四肢近端的肌肉运动
半球中间部
间位核
皮层脊髓束
脊髓前角外侧
控制四肢远端肌肉的运动
功能
协调运动
调节肌紧张
抑制区
前叶蚓部
分布倒置
易化区
前叶两侧部
分布倒置
后叶中间部
损伤
意向性震颤
小脑性共济失调
肌张力下降
四肢乏力
随意运动紊乱
皮层小脑
结构
半球外侧部
纤维联系
不接受外周感觉的传入
脑桥核
接受大脑皮层广大区域投射
传出纤维
齿状核
红核小细胞部
丘脑外侧腹核
大脑皮层运动区
下橄榄核主核
橄榄小脑束
皮层小脑
脑干网状结构
网状脊髓束
脊髓
功能
参与形成运动
计划和编写运动程序
损伤
精巧运动受损
大脑皮层对躯体运动的调控
大脑皮层运动区
主要运动区
组成
初级运动皮质
中央前回(4区)
运动前区/次级运动区
6区
组成
运动前皮层
6区的外侧部
运动辅助区
6区的内侧部
双侧性的运动反应
参与随意运动的策划和编程
控制躯体运动最重要的区域
特点
交叉性支配
定位精确
倒置排列
大小与躯体运动的精细、复杂程度有关
其他运动区
第一感觉区以及后顶叶皮层
皮层脊髓束和皮层脑干束
约31%来自中央前回
约29%来自运动前区和运动辅助区
约40%来自后顶叶皮层(5、7区)和第一感觉区
运动柱
运动皮层的基本功能单位
类似感觉区的纵向柱状排列
控制同一关节几块肌肉的活动
运动传出通路
皮层脊髓束和皮层脑干束
皮层脊髓束
皮层发出
内囊、脑干
脊髓前角运动神经元
皮质脊髓前束
姿势维持,粗略运动
皮质脊髓侧束
指趾的精细运动
皮层脑干束
皮层发出
内囊
脑干的各脑神经运动神经元
作用
调节躯干、四肢和头面部运动
损伤表现
只有人和灵长类动物在该系统损伤后才会出现明显的运动缺陷
不全麻痹
因单纯的通路损伤引起的运动能力减弱,常伴有肌张力下降,但没有腱反射和肌紧张亢进的表现
破坏皮层脊髓侧束
丧失手指精细运动,保留腕以上部位的运动能力
动物仍能大体上应用手,并能站立和行走
与失去神经系统对四肢远端肌肉精细的、技巧性的运动控制有关
损伤皮层脊髓前束
近端肌肉失去神经控制
躯体平衡的维持、行走和攀登均发生困难
表现
柔软性麻痹/软瘫
表现
牵张反射减弱或消失
肌肉松弛,并逐渐萎缩
巴宾斯基征阴性
见于脊髓运动神经元损伤
痉挛性麻痹/硬瘫
表现
牵张反射亢进
肌肉萎缩不明显
巴宾斯基征阳性
见于中枢性损伤
姿势调节系统
中枢运动控制系统中存在功能上的分化,有部分上运动神经元主要在姿势调节中发挥作用
对牵张反射有重要调节作用
硬瘫
主要是姿势调节系统异常引起
巴宾斯基征
表现
巴宾斯基征阳性
用一钝物划足跖外侧
出现姆趾背屈和其他四趾呈扇形外展的体征
异常的跖伸肌反射
巴宾斯基征阴性
所有足趾均发生跖屈
屈肌反射
分布
婴儿
成年人在深睡或麻醉状态下
大脑皮层对姿势的调节
大脑皮层对姿势反射有调节作用
跳跃反应
在站立时受外力推动而产生的跳跃运动
意义
保持四肢的正常位置,维持躯体平衡
放置反应
动物将腿牢固地放置在一支持物体表面的反应