Kuva 1a: Rehtori aivokuoren verkkotunnukset moottorin järjestelmä. Primaarisen motorisen aivokuoren (M1) sijaitsee pitkin precentral gyrus, ja tuottaa signaaleja, jotka ohjaavat toteuttamista liikkeen. Toissijaiset moottorialueet ovat mukana moottorisuunnittelussa. Osiotaso on hahmoteltu kuvassa 1b.
lähes kaikki käyttäytyminen liittyy motoriseen toimintaan puhumisesta elehtimiseen kävelyyn., Mutta jopa yksinkertainen liike, kuten kurottautuminen hakemaan lasin vettä, voi olla monimutkainen motorinen tehtävä tutkia. Sen lisäksi, että aivosi joutuvat selvittämään, mitkä lihakset supistuvat ja missä ohjatakseen kätesi lasiin, sen on myös arvioitava lasin poimimiseen tarvittava voima. Aivolaskelmiin vaikuttavat myös muut tekijät, kuten se, kuinka paljon lasissa on vettä ja mistä materiaalista lasi on valmistettu. Ei ole yllättävää, että on monia anatomisia alueita, jotka osallistuvat motoriseen toimintaan.,
primary motor cortex, tai M1, on yksi tärkeimmistä aivojen alueilla mukana motoriikka. M1 sijaitsee aivojen otsalohkossa prekentral gyrus-nimisen kuhmun (kuva 1A) varrella. Primaarisen motorisen aivokuoren tehtävänä on tuottaa hermoimpulsseja, jotka ohjaavat liikkeen toteuttamista. Signaaleja M1 ylittää kehon keskiviivan aktivoida lihaksia vastakkaisella puolella kehoa, mikä tarkoittaa, että vasen puolisko aivoista ohjaa oikealla puolella kehoa, ja oikea aivopuolisko ohjaa vasemmalla puolella kehoa., Jokainen kehon osa on edustettuna primary motor cortex, ja nämä esitykset ovat järjestetty somatotopically — jalka on vieressä jalka, joka on runko, joka on vieressä käsi ja käsi. Määrä aivosoluja omistettu mitään erityistä ruumiinosa edustaa määrä ohjaus, että primary motor cortex on, että kehon osa. Esimerkiksi käden ja sormien monimutkaisten liikkeiden hallitsemiseksi tarvitaan paljon aivokuoren tilaa, ja näillä ruumiinosilla on M1: ssä suuremmat representaatiot kuin rungolla tai jaloilla, joiden lihaskuviot ovat suhteellisen yksinkertaisia., Tätä motorisen aivokuoren kehon suhteetonta karttaa kutsutaan motor homunculukseksi (kuva 1B).
Kuva 1b: moottorin homunculus in primary motor cortex. Kuvaannollinen esitys primäärimotoriseen aivokuoreen koodatusta kehonkartasta. Osa vastaa kuvassa 1a esitettyä tasoa. ruumiinosat, joissa on monimutkaisia hienoliikkeisiä repertuaareja, kuten käsi, vaativat enemmän kortikaalista tilaa M1: ssä, kun taas ruumiinosat, joilla on suhteellisen yksinkertaisemmat liikkeet, kuten lonkka, vaativat vähemmän kortikaalista tilaa.,
muita motoriseen toimintaan osallistuvia aivokuoren alueita kutsutaan sekundäärimoottorikorteiksi. Nämä alueet ovat posterior parietal cortex, premotor cortex, ja täydentävä motorinen alue (SMA). Posteriorinen parietaalikuori on mukana muuttamassa visuaalista informaatiota motorisiksi käskyiksi. Esimerkiksi, posterior parietal cortex olisi mukana määrittelemässä, miten ohjata varsi lasi vettä sen perusteella, missä lasi sijaitsee avaruudessa. Posterioriset päälaen alueet lähettävät tämän tiedon premotoriselle aivokuorelle ja täydentävälle motoriselle alueelle., Premotorinen aivokuori sijaitsee (etu -) primaarisen motorisen aivokuoren edessä. Se on mukana aistien ohjaus liikkeen, ja ohjaa enemmän proksimaalinen lihaksia ja vartalon lihakset kehon. Esimerkissämme premotorinen aivokuori auttaisi suuntaamaan kehoa ennen kuin tavoittelisi vesilasia. Lisämotorinen alue sijaitsee premotorisen alueen yläpuolella eli mediaalisena myös päämotorisen aivokuoren edessä. Se osallistuu monimutkaisten liikkeiden suunnitteluun ja kahden käden liikkeiden koordinointiin., Lisämotorinen alue ja premotoriset alueet lähettävät tietoa sekä primaarimotoriselle aivokuorelle että aivoriihimotorisille alueille.
neuronit M1: ssä, SMA: ssa ja premotorisessa aivokuoressa synnyttävät kortisospinaalikanavan kuituja. Kortikospinaalikanava on ainoa suora reitti aivokuoresta selkärankaan ja koostuu yli miljoonasta kuidusta. Nämä kuidut laskeutuvat aivoriihen läpi, jossa suurin osa niistä kulkee kehon vastakkaiselle puolelle. Risteytymisen jälkeen kuidut laskeutuvat edelleen selkärangan läpi ja päättyvät sopiviin selkärangan tasoihin., Kortikospinaalikanava on tärkein keino kontrolloida vapaaehtoista liikkumista ihmisillä. On olemassa muita moottoriratoja, jotka ovat peräisin motoristen neuronien (ytimien) alaryhmistä. Nämä reitit säätelevät ryhtiä ja tasapainoa, proksimaalisten lihasten karkeaa liikettä ja koordinoivat pään, kaulan ja silmien liikkeitä vastauksena visuaalisiin kohteisiin. Subkorttiset reitit voivat muuttaa vapaaehtoista liikkumista selkärangan sisäisten virtapiirien kautta ja projektioiden kautta aivokuoren moottorialueille.
selkäytimessä on sekä valkoista että harmaata ainetta., Valkoinen aine koostuu selkärangan läpi kulkevista hermokuiduista. Se on valkoinen, koska hermokuidut on eristetty myeliinillä signaalien nopeamman johtumisen vuoksi. Kuten monet muutkin suuret kuitukimput, kortikospinaali kulkee selkärangan sivusuuntaisen valkoisen aineen läpi. Selkäytimen sisällä on harmaata ainetta, joka koostuu solujen solurungoista, kuten motorisista neuroneista ja interneuroneista. Selkäytimen poikkileikkauksessa harmaan aineen muoto muistuttaa perhosta., Corticospinal tract synapse motorisiin neuroneihin ja interneuroneihin selkärangan ventraalitorvessa. Kuidut tulevat käsi alueilla aivokuori päättyy moottori neuronien ylempänä selkärangan (kohdunkaulan tasoa) kuin kuituja jalka alueita, jotka lopettaa lannerangan tasolla. Selkärangan alemmilla tasoilla on siis paljon vähemmän valkoista ainetta kuin korkeammilla tasoilla.
ventraalitorvessa distaalilihaksiin projisoituvat motoriset neuronit sijaitsevat lateraalimmin kuin proksimaalisia lihaksia säätelevät neuronit., Runkolihaksiin projisoituvat hermosolut sijaitsevat välillisimmin. Lisäksi hermosoluja extensors (lihaksia, jotka lisäävät nivelkulma, kuten triceps lihas) löytyy lähellä reunan harmaata ainetta, mutta koukistajat (lihakset, jotka vähentävät nivelkulma, kuten hauislihas) ovat enemmän sisustus. On tärkeää huomata, että yksittäinen motorinen neuroni selkärangassa voi saada tuhansia tuotantopanoksia aivokuoren moottorialueilta, subkorttisista moottorialueista ja myös selkärangan sisäelinten kautta., Nämä interneuronit saavat panoksen samoilta alueilta ja mahdollistavat monimutkaisten piirien kehittymisen.
Kuva 2: Aivokuoren valvonta lihaksia.
Signaaleja syntyy primary motor cortex matkustaa alas corticospinal tract (vihreä) kautta selkäytimen valkean aineen että synapse on interneuroneista ja moottori neuronien selkäytimen ventraalisessa horn. Ventraalitorven hermosolut puolestaan lähettävät aksoninsa (sininen) ulos ventraalijuurten kautta innervoimaan yksittäisiä lihassäikeitä., Tässä esimerkissä M1: n signaali kulkee kortikospinaalikanavan läpi ja poistuu selkärangasta kuudennen kaularangan ympäri. Perifeerinen motorinen neuroni välittää signaalin ulos arm aktivoida ryhmä myofibrils bicep, aiheuttaa lihasten sopimuksen. Kollektiivisesti, vatsanpuoleinen horn motorinen hermosolu, sen aksoni, ja myofibrils, että se innervates kutsutaan yhden motorisen yksikön.
jokainen selkärangan motoneuroni on osa toiminnallista yksikköä, jota kutsutaan moottoriyksiköksi (kuva 2). Moottoriyksikkö koostuu motoneuronista, sen aksonista ja sen innervoimista lihaskuiduista., Pienemmät motoriset neuronit tyypillisesti innervoivat pienempiä lihassyitä. Motoriset neuronit voivat innervoida minkä tahansa määrän lihassyitä, mutta jokaista kuitua innervoi vain yksi motorinen neuroni. Kun motoneuroni syttyy, kaikki sen lihassyyt supistuvat. Moottoriyksiköiden koko ja niiden sisältämien kuitujen määrä vaikuttavat osaltaan lihassupistuksen voimaan.
selkärangassa on kahdenlaisia motorisia neuroneja, alfa-ja gammamotorisia neuroneja. Alfa moottori neuronien hermottavat lihassoluja, jotka edistävät voima tuotanto., Gammamotoriset hermosolut innervoivat lihassaran sisällä olevia kuituja. Lihaskimppu on lihaksen sisällä oleva rakenne, joka mittaa lihaksen pituutta eli venytystä. Musclespindlen roolia reflekseissä, kuten polvijännitysrefleksissä, tarkastellaan tämän neuroosien Motor Systems Physiology-osiossa. Golgin jänneelin on myös venytysreseptori, mutta se sijaitsee jänteissä, jotka yhdistävät lihaksen luurankoon. Se antaa moottorikeskuksille tietoa lihasten supistumisen voimasta., Tiedot lihasjänteistä, Golgin jänneelimistä ja muista aistielimistä ohjataan pikkuaivoihin. Pikkuaivot ovat pieni uritettu rakenne, joka sijaitsee takaraivolohkon alla aivojen takaosassa. Tämä moottorialue on erityisesti mukana, kun opetellaan uutta urheilua tai tanssiaskelta tai-soitinta. Pikkuaivot osallistuvat motoristen ohjelmien ajoitukseen ja koordinointiin. Varsinaiset moottoriohjelmat syntyvät tyvitumakkeessa. Tyvitumakkeet ovat useita toistuvia alueita, jotka ovat mukana järjestämässä moottorin ohjelmat monimutkaisia liikkeitä., Näille alueille aiheutuneet vahingot aiheuttavat spontaaneja, epäasiallisia liikkeitä. Tyvitumake lähettää tuotoksen muille aivokuorille ja aivokuorille.
monien anatomisten motoristen alueiden vuorovaikutuksen kautta arkiliikkeet tuntuvat vaivattomilta ja monimutkaisempia liikkeitä voi oppia.