神經系統對運動和姿勢的調節(jié)

1、神經系統對運動和姿勢的調節(jié),,基本內容,脊髓對姿勢和運動的調節(jié) - 脊髓的運動單元 - 姿勢反射 -牽張反射高級中樞對姿勢和運動的調節(jié) - 腦干 - 基底神經節(jié) - 小腦,反射運動,☆ 最基本和簡單的運動,☆ 由特異的感覺刺激引起,☆ 產生的運動有定型的軌跡,☆ 不受意志控制，刺

2、激--反射即自動地發(fā)生,☆ 運動強弱因刺激大小而異，而不能被隨意改變,☆ 較短時間內完成，所涉及的神經元數量較少,隨意運動： ☆ 為達到某種目的而指向一定目標的運動， ☆ 對感覺刺激的反應或因主觀意愿而產生， ☆ 運動的方向、軌跡、速度和時程等都可隨意選擇， 并可在運動執(zhí)行中隨意改變， ☆ 在較長的時間內完成， ☆ CNS各級結構均參與對它的調節(jié)， ☆ 較

3、復雜隨意運動需要經過反復練習才能逐漸完善。,運動傳出的最后公路,,,（一）脊髓和腦干運動神經元脊髓的前角中，存在大量運動神經元：,α運動神經元： 支配梭外肌纖維,γ運動神經元：支配骨骼肌的梭內肌,β運動神經元：對梭內肌和梭外肌都有 所支配,脊髓a運動Ｎ元,外周傳入信息,高位中樞的下傳信息,↓,骨骼肌,軀體運動反射的最后公路,隨意運動調節(jié)姿勢協調肌群,,腱器官,運動NF,α運動神經元,梭外肌纖維,α-運

4、動神經元,γ-運動神經元,大小,大（幾十至150u）,小（﹤25u）,數量,多（占前根2/3）,少（約1/3）,效應器,梭外?。臁⒙。?梭內?。ê舜㈡溂。?緊張性,無,有（經常性放電，頻率高）,釋放遞質,ACh,ACh,功能,引起骨骼肌收縮,調節(jié)肌梭對牽張刺激敏感性 協調肌肉的運動,運動單

5、位（motor unit）,由一個脊髓α運動神經元或腦運動神經元及其所支配的全部肌纖維所組成的功能單位,一個支配四肢肌的α運動神經元所支配的肌纖維數目可達2000根。有利于產生巨大張力,一個支配眼外肌的α運動神經元只支配6～12根肌纖維。有利于支配肌肉精細運動(產生的張力均勻),運動神經元以兩種方式決定肌肉的收縮力：,1、單個運動神經元放電頻率,2、放電的運動神經元數目,中樞對姿勢的調節(jié),神經調節(jié)系統對姿勢的調節(jié)不僅保持了人體的直立和

6、平衡，而且對隨意運動的產生提供穩(wěn)定的背景或基礎。 （一）脊髓的調節(jié)功能1.脊休克:（spinal shock）。 與高位中樞離斷的脊髓，暫時喪失反射活動的能力，進入無反應狀態(tài)，這種現象稱為脊休克。,主要表現：橫斷面以下的脊髓所支配的骨骼肌緊張性降低或消失，外周血管擴張，血壓下降，發(fā)汗反射消失，糞尿積聚。,脊動物,脊髓與高位中樞斷離的動物（頸5以下）,脊髓反射可逐漸恢復,蛙：數分鐘犬：數天人：數周～數月,,離斷水平以下知覺和隨

7、意運動的能力將喪失。,離斷的脊髓突然失去了高位中樞的控制，主要是失去了大腦皮層以及腦干（如前庭核、腦干網狀結構等）的下行纖維對脊髓的控制作用。其恢復說明脊髓可以完成某些簡單的反射活動。,脊休克,脊休克原因,首先是一些比較簡單、比較原始的反射先恢復，如屈肌反射、腱反射,然后比較復雜的反射逐漸恢復，如：對側伸肌反射、搔爬反射等。,血壓也逐漸上升到一定水平，排便、排尿反射恢復。,脊髓對姿勢的調節(jié),姿勢反射：CNS通過調節(jié)骨骼肌的緊張度或產生

8、相應的運動以保持或改 正身體在空間姿勢的反射,脊髓水平完成的姿勢反射有：對側伸肌反射、　　　　　　　　　　　　　牽張反射、　　　　　　　　　　　　?。?）對側伸肌反射：,,屈肌反射 刺激脊動物皮膚→受刺激側肢體　　　屈肌收縮，伸肌馳緩。（具保護意義）對側伸肌反射 刺激強度加大→同側肢體屈肌　　　收縮，對側肢體伸展。（保持身體平衡）,皮膚感受器,伸肌,對側腿伸,受刺激側屈,牽張反射(stretch r

9、eflex),概念：有神經支配的骨骼肌受到外力牽拉而伸長 時，引起受牽拉的同一肌肉收縮的反射活動,類型： 腱反射、肌緊張,腱反射概念：是指快速牽拉肌腱時所發(fā)生的牽張反射。 它表現為被牽拉肌肉迅速而明顯地縮短。,特點：是單突觸反射，反射時間短。意義：幫助了解神經系統的功能狀態(tài)。,膝跳反射,肌緊張概念：緩慢而持續(xù)的牽拉肌腱時，發(fā)生的牽張反 射。它表現為骨骼肌輕度而持續(xù)地收縮， 維

10、持肌肉的緊張性收縮狀態(tài)。,特點：多突觸反射，運動單位交替性活動，伸肌 為主。意義：肌緊張是維持軀體姿勢最基本的反射活動， 是姿勢反射的基礎。,牽張反射的兩種類型比較：,牽張反射反射弧(reflex arc)： ? 感受器：肌梭(muscle spindle) ? 傳入與傳出：Ia、II類纖維; ?、?、?纖維 ? 中樞與效應器：?運動神經元; 梭外肌,?反射過程：牽拉肌肉→肌梭興奮→

11、Ia、II 類纖維傳入→脊髓前角?運動 神經元興奮→ ?纖維傳出→梭 外肌收縮。,肌梭的結構,γ- 運動神經元的功能及γ環(huán)路,反肌伸長反射inverse myotatic reflex, IMR,當有神經支配的肌肉收縮時，通過反射活動使其收縮的肌肉舒張。意義：防止被牽拉肌肉受到損傷。,Golgi腱器官 Golgi tendo

12、n organs,反牽張反射的回路構成,① 梭外肌與肌梭呈并聯關系， 梭外肌與腱器官呈串聯關系；② 肌梭感受肌肉的長度變化(長度感受器)， 腱器官感受肌肉的張力變化(張力感受器)；③ 腱器官對被動牽拉不敏感，而對肌肉的主動 收縮異常敏感。當肌肉受到牽拉時，首先興奮肌梭而發(fā)動牽張反射，引致受牽拉肌肉收縮，導致腱器官興奮而發(fā)動反牽張反射。,,抑制區(qū)（小、活動弱）,易化區(qū)（大、活動較強）,

13、脊髓前角運動神經元,調節(jié)肌緊張,,,,,,,,,IPSP,EPSP,小腦前葉兩側,前庭核,小腦前葉蚓部,紋狀體,皮層運動區(qū),網狀結構中存在抑制肌緊張和肌運動的區(qū)域，稱為抑制區(qū)；還有加強肌緊張和肌運動的區(qū)域，稱為易化區(qū)。,腦干對肌緊張和姿勢的調節(jié),網狀-脊髓束,1. 腦干對肌緊張調節(jié),＋,＋,1.大腦皮層，2.紋狀體，3.小腦，4.網狀結構抑制區(qū)5.網狀結構易化區(qū),6.前庭核,,腦干中除腦神經核和其它明確的核團（薄、楔束核，紅核，黑

14、質等）以及長距離的纖維束外，在腦干中央區(qū)域，纖維縱橫交織，其間散布大量大小不等的細胞體，稱之網狀結構。進化上比較古老，多突觸聯系。腦干網狀結構接受來自各種感覺傳導信息，傳出纖維直接、間接地聯系著CNS各級水平。功能上參與許多重要機能，如睡眠、覺醒、調節(jié)肌緊張及調節(jié)內臟活動等,腦干網狀結構,去大腦僵直,在中腦上、下丘之間切斷腦干,出現：四肢伸直，堅硬如柱，頭尾昂起，脊柱挺硬， 稱為去大腦僵直 軀體內臟反射可以完成，血壓不下降。去大腦

15、僵直的原因：由于切斷了大腦皮層和紋狀體等部位與網狀結構的功能聯系，造成抑制區(qū)和易化區(qū)之間活動的失衡，易化區(qū)活動明顯占優(yōu)勢的結果。去大腦僵直主要是抗重力?。ㄉ旒。┑募【o張明顯加強。,腦干對姿勢的調節(jié)：,翻正反射：正常動物可保持站立姿勢，如將其推倒則可 翻正過來，這種反射稱為翻正反射。,狀態(tài)反射：頭部在空間的位置改變以及頭部與軀干的相對位置改變時，可以反射性的改變軀體肌肉的緊張度，這種反射稱為狀態(tài)反射（attitud

16、inal reflex）。包括：迷路緊張性反射（tonic labyrinthine reflex） 橢圓囊、球囊→前庭核（中樞） →脊髓 頸緊張反射（tonic neck reflex） 關節(jié)韌帶和肌肉本體感受器→頸部脊髓（中樞）,腦干整合完成的姿勢反射有狀態(tài)反射、翻正反射.,刺激視覺和內耳迷路;刺激頸部關節(jié)韌帶及肌肉,翻正反射(righting reflex),隨意運

17、動調節(jié)各級中樞結構,,隨意運動的設想 起源 大腦皮層聯絡區(qū)； 運動的設計 大腦皮層、基底神經節(jié)和皮層小腦運動程序的編制與儲存 皮層小腦。,☆運動的指令（動令、執(zhí)行）皮層運動區(qū)→皮層脊髓和腦干束→骨骼肌,中樞對軀體運動的調節(jié),,①引發(fā)隨意運動②調節(jié)姿勢③協調不同肌群活動,,由主觀意識支配而產生的骨骼肌運動稱為隨意運動,（1）主要運動區(qū)：中央前

18、回和運動前區(qū)（4區(qū) 、6區(qū)）接受本體感覺（關節(jié)、肌腱及骨骼肌）沖動，感受身體在空間的姿勢、位置及身體各部分在運動中的狀態(tài)，并根據這些運動器官的狀態(tài)來調整和控制全身的運動。,大腦皮層運動區(qū)和運動傳出通路,6,1.大腦皮層運動區(qū)　中央前回、運動前區(qū)、運動輔助區(qū)和后部頂葉皮層等區(qū)域,運動區(qū)的功能特征：,總體安排是倒置的 下肢的代表區(qū)在頂部，膝關節(jié)以下肌肉的代表區(qū)在皮層的內側面；上肢肌肉的代表區(qū)在中間；而頭部面部肌肉的代表區(qū)在底部，但頭部面

19、部代表區(qū)內部的安排仍為正的。,具有精細的功能定位 功能區(qū)的大小與運動的精細復雜程度有關，運動愈精細愈復雜的肌肉，其皮層的代表區(qū)面積愈大。,對軀體運動調節(jié)為交叉性支配一側皮層支配對側軀體的肌肉。但在頭部面部肌肉的支配多為雙側（下部面肌和舌肌受對側支配）。,其他運動區(qū)：,第一感覺區(qū)、第二感覺區(qū)、5、7、8、18、19區(qū)也與某些運動的產生和協調有關。,運動輔助區(qū) 位于兩半球縱裂的內側壁，扣帶回溝以上，4區(qū)之前的區(qū)域，電刺激該區(qū)可引起肢體運動和

20、發(fā)聲，反應一般為雙側性、粗糙。,運動傳出通路,皮質－脊髓前束：控制軀干和四肢近端肌肉，尤其是屈肌，與姿　　　　　　　　 勢的維持和粗大的運動有關（種系發(fā)生古老）,大腦皮層,,經內囊、腦干,80％的纖維在延髓錐體交叉（皮質－脊髓側束）,20％的纖維不跨過中線(皮質－脊髓前束)，在脊髓 同側前索下行,,（皮質腦干束）　皮質脊髓束,,脊髓前角運動神經元中間神經元,脊髓前角運動神經元的突觸聯系,,,皮質－脊髓側束：控制四肢遠

21、端肌肉，與精細的、技巧性的運動有關 （進化新）,發(fā)動隨意運動，多為交叉性支配，主要控制α-運動神經元,1）錐體系,運動傳導路,內囊,皮質脊髓側束,皮質脊髓前束,(錐體系）,紋狀體,蒼白球,丘腦,來源于皮層脊髓束和皮層腦干束的側支和一些直接起源于大腦運動皮層的纖維→腦干某些核團換元－－－－－－－ →脊髓前角運動神經元主要協調肌群間運動，調節(jié)肌張力(姿勢)；多為雙側控制，主要終止γ-運動神經元。 ▲頂

22、蓋、網狀、前庭脊髓束： 參與近端肌肉有關的粗大運動和姿勢調節(jié) ▲ 紅核脊髓束： 參與四肢遠端肌肉精細運動的調節(jié),2) 錐體外系,網狀脊髓束、前庭脊髓束,頂蓋脊髓束 、紅核脊髓束,錐體系和錐體外系,前庭-脊髓束,頂蓋脊髓束,皮質脊髓側束,皮質脊髓前束,皮質脊髓束,網狀脊髓束,基底神經節(jié)的功能,基底神經節(jié)是指：大腦皮層下一些核團的總稱,功能組成：紋狀體丘腦底核黑質,

23、舊紋狀體-蒼白球,新紋狀體-,尾核、殼核,,基底神經節(jié)功能：參與運動的設計和程序編制.對產生和穩(wěn)定隨意運動，調節(jié)肌緊張，處理本體感受器傳入的神經沖動有關。,與基底神經節(jié)有關的疾病 ? 帕金森病(Parkinson disease) 癥狀：肌緊張增高, 隨意運動減少，靜止性震顫(static tremor) 病理：中腦黑質DA神經元受損→對直接通路的激活作用(經D1受體介導)和對間接通路的抑制作用(經D2受體介導)↓

24、 →運動皮層活動↓ 治療：L-dopa、東莨菪堿或安坦,? 亨廷頓病(Huntington disease) 癥狀：不自主的上肢和頭部舞蹈樣動作，肌張力降低 病理：新紋狀體GABA能或膽堿能神經元受損→間接通路活動↓, 而直接通路活相對動↑→運動皮層活動↑ 治療：利舍平(reserpine),小腦(cerebellum)的運動調節(jié)功能,小腦的功能,,基底神經節(jié)與小腦的運動調節(jié)功能

25、比較 ? 共同點：都參與運動的設計和編程、運動協調、 肌緊張調節(jié)、本體感覺信息處理等 ? 不同點： 基底神經節(jié)主要在于運動的準備階段， 主要與大腦皮層構成回路,主要參與運 動的設計 小腦主要在于運動的進行過程中，小腦 還與腦干、脊髓有大量纖維聯系,參與運