figur 1a: vigtigste kortikale domæner i det motoriske system. Den primære motor Corte. (M1) ligger langs precentral gyrus, og genererer de signaler, der styrer udførelsen af bevægelse. Sekundære motorområder er involveret i motorplanlægning. Sektionsplanet er uddybet i figur 1b.
næsten al adfærd involverer motorisk funktion, fra at tale med gestus til at gå., Men selv en simpel bevægelse som at nå ud for at hente et glas vand kan være en kompleks motorisk opgave at studere. Ikke kun skal din hjerne finde ud af, hvilke muskler der skal trækkes sammen, og i hvilken rækkefølge du skal styre din hånd til glasset, det skal også estimere den kraft, der er nødvendig for at afhente glasset. Andre faktorer, som hvor meget vand der er i glasset, og hvilket materiale glasset er lavet af, påvirker også hjernens beregninger. Ikke overraskende er der mange anatomiske regioner, der er involveret i motorisk funktion.,
den primære motoriske Corte., eller M1, er et af de vigtigste hjerneområder involveret i motorisk funktion. M1 er placeret i hjernens frontal lobe langs en bump kaldet precentral gyrus (figur 1a). Den primære motorcorte.rolle er at generere neurale impulser, der styrer udførelsen af bevægelse. Signaler fra M1 krydser kroppens midterlinje for at aktivere skeletmuskler på den modsatte side af kroppen, hvilket betyder, at hjernens venstre halvkugle styrer højre side af kroppen, og den højre halvkugle styrer venstre side af kroppen., Hver del af kroppen er repræsenteret i den primære motoriske Corte., og disse repræsentationer er arrangeret somatotopisk — foden er ved siden af benet, der ligger ved siden af bagagerummet, der ligger ved siden af armen og hånden. Mængden af hjernemateriale, der er afsat til en bestemt kropsdel, repræsenterer mængden af kontrol, som den primære motoriske Corte.har over den kropsdel. For eksempel kræves der meget kortikalt rum for at kontrollere de komplekse bevægelser af hånd og fingre, og disse kropsdele har større repræsentationer i M1 end bagagerummet eller benene, hvis muskelmønstre er relativt enkle., Dette uforholdsmæssige kort over kroppen i den motoriske Corte.kaldes motorhomunculus (figur 1b).
Figur 1b: motor homunculus i den primære motoriske cortex. En figurativ repræsentation af kropskortet kodet i primær motor Corte.. Afsnittet svarer til det plan, der er angivet i figur 1a. kropsdele med komplekse repertorier med fin bevægelse, som hånden, kræver mere kortikal plads i M1, mens kropsdele med relativt enklere bevægelser, som hoften, kræver mindre kortikal plads.,
andre regioner i Corte.involveret i motorisk funktion kaldes de sekundære motorkortikater. Disse regioner inkluderer den bageste parietale Corte., den premotoriske Corte. og det supplerende motoriske område (SMA). Den bageste parietale Corte.er involveret i at omdanne visuel information til motorkommandoer. For eksempel ville den bageste parietale Corte.være involveret i at bestemme, hvordan man styrer armen til et glas vand baseret på, hvor glasset er placeret i rummet. De bageste parietale områder sender disse oplysninger videre til den premotoriske Corte.og det supplerende motoriske område., Den premotoriske Corte.ligger lige foran (anterior til) den primære motoriske Corte.. Det er involveret i den sensoriske vejledning af bevægelse og styrer de mere proksimale muskler og bagagerumsmuskler i kroppen. I vores eksempel ville den premotoriske Corte.hjælpe med at orientere kroppen, inden den når til glasset med vand. Det supplerende motoriske område ligger over eller medialt til det premotoriske område, også foran den primære motoriske Corte.. Det er involveret i planlægningen af komplekse bevægelser og i koordinering af tohåndsbevægelser., Det supplerende motoriske område og de premotoriske regioner sender begge oplysninger til den primære motoriske Corte.såvel som til hjernestammemotoriske regioner.
neuroner i M1, SMA og premotorisk Corte.giver anledning til fibrene i kortikospinalkanalen. Corticospinalkanalen er den eneste direkte vej fra Corte.til rygsøjlen og består af over en million fibre. Disse fibre falder ned gennem hjernestammen, hvor størstedelen af dem krydser over til den modsatte side af kroppen. Efter krydsning fortsætter fibrene med at falde ned gennem rygsøjlen og afsluttes ved passende spinalniveauer., Kortikospinalkanalen er den vigtigste vej til kontrol af frivillig bevægelse hos mennesker. Der er andre motorveje, der stammer fra subkortiske grupper af motorneuroner (kerner). Disse veje styrer kropsholdning og balance, grove bevægelser af de proksimale muskler og koordinerer hoved -, nakke-og øjenbevægelser som reaktion på visuelle mål. Subkortiske veje kan ændre frivillig bevægelse gennem interneuronale kredsløb i rygsøjlen og gennem fremspring til kortikale motoriske regioner.
rygmarven består af både hvidt og gråt stof., Det hvide stof består af nervefibre, der rejser gennem rygsøjlen. Det er hvidt, fordi nervefibrene er isoleret med myelin for hurtigere ledning af signaler. Ligesom mange andre store fiberbundter løber kortikospinalkanalen gennem det laterale hvide stof i rygsøjlen. Indersiden af rygmarven indeholder grå Stof, der består af cellelegemer af celler, herunder motorneuroner og interneuroner. I et tværsnit af rygmarven ligner formen af det grå Stof en sommerfugl., Fibre i corticospinalkanalen synapser på motoriske neuroner og interneuroner i det ventrale horn i rygsøjlen. Fibre, der kommer fra side regioner i cortex ende på de motoriske neuroner højere op i rygsøjlen (i den cervikale niveauer) end fibre fra benet regioner, som slutter i lænde-niveauer. De lavere niveauer af rygsøjlen har derfor meget mindre hvidt stof end de højere niveauer.
inden for det ventrale horn er motorneuroner, der rager ud til distale muskler, placeret mere lateralt end neuroner, der styrer de pro proximimale muskler., Neuroner, der rager ud til bagagerumsmusklerne, er placeret mest medialt. Desuden neuroner navn kommer af (muskler, der øger den fælles vinkel såsom triceps muskel) er fundet nær kanten af den grå substans, men flexors (muskler, som mindsker den fælles vinkel såsom biceps muskel) er mere interiør. Det er vigtigt at bemærke, at en enkelt motorneuron i rygsøjlen kan modtage tusinder af input fra de kortikale motoriske regioner, de subkortikale motoriske regioner og også gennem interneuroner i rygsøjlen., Disse interneuroner modtager input fra de samme regioner og tillader komplekse kredsløb at udvikle sig.
figur 2: kortikal kontrol af skeletmuskler.
signaler genereret i den primære motoriske Corte.bevæger sig ned i kortikospinalkanalen (grøn) gennem det spinale hvide stof til synapse på interneuroner og motoriske neuroner i rygmarvets ventrale horn. Ventrale hornneuroner sender igen deres A .oner (blå) ud gennem de ventrale rødder for at innervere individuelle muskelfibre., I dette eksempel bevæger et signal fra M1 sig gennem kortikospinalkanalen og forlader rygsøjlen omkring det sjette cervikale niveau. En perifer motorneuron relæer signalet ud til armen for at aktivere en gruppe myofibriller i bicep, hvilket får muskelen til at trække sig sammen. Samlet kaldes det ventrale hornmotorneuron, dets a .on og myofibrillerne, som det inderverer, en enkelt motorenhed.
hver motorneuron i rygsøjlen er en del af en funktionel enhed kaldet motorenheden (figur 2). Den motoriske enhed består af den motoriske neuron, dens a .on og de muskelfibre, den inderverer., Mindre motoriske neuroner innerverer typisk mindre muskelfibre. Motorneuroner kan indervere et hvilket som helst antal muskelfibre, men hver fiber er kun inderveret af en motorneuron. Når motorneuronen brande, alle dens muskelfibre kontrakt. Størrelsen af motorenhederne og antallet af fibre, der er inderveret, bidrager til muskelkontraktionens kraft.
Der er to typer motorneuroner i rygsøjlen, alfa-og gamma-motorneuroner. Alfa-motorneuronerne inderverer muskelfibre, der bidrager til at tvinge produktionen., Gamma-motorneuronerne inderverer fibre i muskelspindlen. Muskelspindlen er en struktur inde i muskelen, der måler muskelens længde eller strækning. Musclespindle ‘ s rolle i reflekser som knee jerk refle.vil blive gennemgået i Motorsystemets fysiologi sektion af denne NeuroSeries. Golgi seneorganet er også en strækreceptor, men den er placeret i senerne, der forbinder muskelen med skeletet. Det giver information til motorcentrene om kraften i muskelkontraktionen., Oplysninger fra muskelspindler, golgi seneorganer og andre sensoriske organer er rettet mod cerebellum. Cerebellum er en lille Rillet struktur placeret i ryggen af hjernen under den occipitale lob. Denne motor region er specifikt involveret, når man lærer en ny sport eller dans trin eller instrument. Cerebellum er involveret i timing og koordinering af motorprogrammer. De faktiske motorprogrammer genereres i de basale ganglier. De basale ganglier er flere subkortiske regioner, der er involveret i at organisere motorprogrammer til komplekse bevægelser., Skader på disse regioner resulterer i spontane, upassende bevægelser. De basale ganglier sender output til andre subkortiske hjerneområder og Corte..
gennem samspillet mellem mange anatomiske motoriske regioner virker hverdagens bevægelser ubesværede, og mere komplekse bevægelser kan læres.