Нейрофизиология. Двигательная функция ЦНС. (Лекция 8) презентация

Последовательность событий
Получить информацию от сенсорных систем
Построить внутренний образ предстоящей деятельности
Создать план действий
Передать двигательную программу исполнительным органам

Иерархия двигательных структур мозга

Три типа движений
Рефлекторные
Ритмические (ходьба, бег, жевание)
Произвольные

Два компонента движений
Тонический: обеспечивает необходимую для начала движения позу (фиксирует суставы в нужном положении).
Фазный: определяет направление и скорость движения.

Рефлекторные движения стереотипны

В ритмических движениях произвольны начало и конец

Стволовые рефлексы (двигательные программы)

Моторные ядра спинного мозга

Моторные ядра ствола и нисходящие пути

Пирамидный тракт
Кортикоспинальный путь: управление мышцами туловища и конечностей (к мотонейронам и интернейронам спинного мозга).
Кортикобульбарный путь: контроль двигательных ядер черепномозговых нервов (мышцы лица и движения глаз)

Кортикоспинальный путь

Волокна кортикоспинального пути принадлежат нейронам:
Пятого слоя первичной моторной коры (пирамидные клетки Беца) - более 1/2 волокон
Премоторной коры (поле 6) - 1/3
Соматосенсорной коры (поля 3,2 и 1) - все остальные (для переноса сенсорной информации к разным областям мозга)

Топографическая организация моторной коры

Замысел действий создаёт префронтальная кора

Дорсолатеральная и орбитофронтальная кора обезьяны

Деятельность обезьяны после повреждения ПФК

Сортировка карт - определение сохранности ПФК

ПФК активирует вторичную моторную кору

Регионы вторичной моторной коры

Универсальность двигательной программы
Фиксация
запястья
Правая
рука
Левая
рука
Карандаш
зажат в зубах
Правая
нога

Активность коры при разных движениях пальца

Сцинтиграмма коры после введения меченого ксенона-133
Стандартные движения: префронтальная кора (ПФК), добавочный моторный ареал (ДМА), первичные моторная и сенсорная кора
Представление этих движений: ДМА
Несколько сильных одинаковых движений указательного пальца: первичные моторная и сенсорная кора
Сложные движения с закрытыми глазами: задне-теманная, префронтальная, ДМА, М1, S1

Роль разных отделов мозга в управлении движениями

Заднетеменные области
Получают информацию от слуховой, зрительной и соматосенсорной коры.
Соотносят эту информацию с собственным телом и его частями, т.е. создают пространственное ощущение.
Обеспечивают этой информацией префронтальную и первичную моторную кору

Префронтальная кора
Получает пространственную карту предметов от заднетеменной коры
Объединяет её с информацией о положении частей тела и использует в рабочей памяти
Создаёт план действий, определяет их последовательность
Активирует вторичные моторные области

Премоторная область
Получает план действий от ПФК, сверяет его с информацией от заднетеменной коры и модифицирует двигательную программу
Контролирует прежде всего мышцы туловища и проксимальных отделов конечностей, что особенно необходимо в начальной стадии движений

Добавочный моторный ареал
Получает информацию от ПФК и сверяет её с информацией от S1
Участвует в создании двигательной программы и её исполнении
Определяет последовательность билатеральных движений
Сам управляет проксимальными мышцами, а дистальными - через М1

Первичная моторная кора
Получает информацию от вторичной моторной и соматосенсорной коры
Корректирует двигательную программу на основе полученных сенсорных сигналов
Способна самостоятельно обеспечивать выполнение простых движений

Двигательные ядра ствола и спинного мозга
Получают информацию от коры и корректируют её в соответствии с текущей сенсорной информацией.
Обеспечивают запрограммирован-ные рефлекторные движения, могут это делать самостоятельно
Подчиняются нисходящим влияниям коры

Мозжечок и базальные ганглии
Не имеют прямого выхода к мотонейронам, поэтому их нельзя отнести к определённому иерархическому уровню.
Координируют активность нескольких уровней моторной системы.

Мозжечок регулирует движения непрямым путём

Ядра мозжечка и его кора

Отражение филогенеза в устройстве мозжечка
Неоцеребеллум - латеральная область - цереброцеребеллум (планирует движения)
Палеоцеребеллум - средние доли, примыка-ющие к червю - спиноцеребеллум (контролирует правильность начинающихся движений рук и ног)
Архицеребеллум - (червь + доли старой коры) - вестибулоцеребеллум (поддерживает равновесие при стоянии и ходьбе и управляет движением глаз)

Афферентные и эфферентные связи мозжечка

Мозжечок получает информацию
О плане движений - от коры
О положении головы и глаз, о распределении тонуса мышц - от ствола
О характере совершаемых движений - от спинного мозга

Нарушения равновесия при поражении вестибуло- и спиноцеребеллума

Интенционный тремор при поражении цереброцеребеллума

При поражении мозжечка:
Атаксия - «пьяная походка»
Нарушение равновесия при стоянии и ходьбе
Мышечная гипотония (слабость)
Асинергия (адиадохокинез)
Интенционный тремор
Скандированная речь

Кора и ядра мозжечка
Афферентный вход обеспечивают моховидные и лиановидные волокна
Они оканчиваются и в коре, и в ядрах
Почти все эфферентные волокна образованы нейронами ядер
Выход от коры к ядрам обеспечивают тормозные нейроны Пуркинье (с помощью ГАМК)

Кора мозжечка
Зернистый слой
Слой клеток Пуркинье
Белое вещество
Молекулярный слой

Взаимодействие коры и ядер мозжечка

Базальные ганглии
Бледный шар
Головка хвостатого ядра
Скорлупа
Таламус
Хвост хвостатого ядра
Миндалина

БГ - пять пар функционально объединённых ядер
Хвостатое ядро
Скорлупа
Бледный шар (pallidum)
Субталамическое ядро
Чёрная субстанция среднего мозга (s.nigra)

Афферентный вход к БГ
Скорлупа
Хв. ядро
Таламус
Черная субстанция
От коры
больших
полушарий

Связи БГ между собой

Эфферентный выход от БГ
К верхнему двухолмию
Бледный шар
Черная субстанция
Таламус
Хвостатое ядро
СТЯ

Циркуляция возбуждения между БГ и корой

Функциональная роль БГ
Переработка информации, необходимой для начала движений
Баланс выходной активности для обеспечения плавности движений
Облегчение одних и угнетение других движений
Обеспечение плавного чередования позы и движения

Болезнь Паркинсона

Двигательные расстройства при болезни Паркинсона
Мышечная ригидность (повышение тонуса мышц)
Акинезия - ограничение сопутствующих движений, амимия
Тремор покоя (дистальные отделы конечностей, голова, язык, челюсть)

Паркинсонизм возникает
В результате потери нейронов чёрной субстанции (их медиатор - дофамин)
Вследствие этого возрастает относительная активность нейронов полосатого тела (холинэргических)
Для коррекции нарушений: L-ДОФА и блокаторы АХ

При поражении полосатого тела возникают:
Гиперкинезы - непроизвольные и нежелательные для человека движения (сокращения мимических мышц, шеи, головы, конечностей)
Хорея - аритмичные гиперкинезы
Генерализованная хорея Гентингтона
Ревматическая хорея

Ревматическая хорея

Атетоз
Длительные плавные непроизвольные движения, наиболее выраженные в пальцах рук и предплечьях
Неспособность удерживать мышцы пальцев рук и ног, языка в одном положении
Движения медленнее, чем при хорее

Атетоз

Сопоставление функций мозжечка (слева) и БГ (справа)
Вход от S1 и периферии
Выход к М1 и вторичным обл.
Контакты со спинным мозгом и стволом - управление
От моторных и ассоц. областей
Выход к ПФК и моторным обл.
Мало связей со стволом и только непрямые со спинным мозгом