Figur 1a: Rektor kortikale domener av motoriske system. Den primære motoriske cortex (M1) ligger langs precentral gyrus, og genererer signaler som styrer utførelsen av bevegelse. Sekundær motor områder er involvert i motor planlegging. Flyet av avsnittet er utarbeidet i figur 1b.
Nesten alle av atferd innebærer motoriske funksjoner, fra å snakke med håndbevegelser til å gå., Men selv en enkel bevegelse som strekker seg ut for å plukke opp et glass vann kan være en kompleks motorisk oppgave å studere. Ikke bare hjernen din har for å finne ut hvilke muskler kontrakt og i hvilken rekkefølge for å styre hånden mot glasset, det har også å anslå styrken som trengs for å plukke opp glasset. Andre faktorer, som hvor mye vann som er i glasset, og hva slags materiale glass er laget av, påvirker også hjernen beregninger. Ikke overraskende er det mange anatomiske regioner som er involvert i motorikk.,
Den primære motor cortex, eller M1, er en av de viktigste hjerneområder som er involvert i motorikk. M1 ligger i frontallappen i hjernen, langs en bump kalt precentral gyrus (figur 1a). Rollen som den primære motoriske cortex er å skape nerve impulser som kontrollere utførelsen av bevegelse. Signaler fra M1 cross kroppens midtlinjen for å aktivere musklene på motsatt side av kroppen, noe som betyr at den venstre hjernehalvdelen av hjernen styrer høyre side av kroppen, og høyre hjernehalvdel styrer venstre side av kroppen., Hver del av kroppen som er representert i primær motorisk cortex, og disse faktaopplysningene er ordnet somatotopically — foten er ved siden av beinet som er ved siden av stammen som er ved siden av armen og hånden. Mengden av hjernen saken viet til en bestemt kroppsdel representerer graden av kontroll som det primære motoriske cortex har over den kroppsdel. For eksempel, mange av kortikal plass som kreves for å styre komplekse bevegelsene i hånd og fingre, og disse kroppsdelene har større representasjoner i M1 enn stammen eller ben, som muskel-mønstre er relativt enkel., Denne uforholdsmessig kart over kroppen i motor cortex, kalles motor homunculus (figur 1b).
Figur 1b: motor homunculus i primær motorisk cortex. En figurativ representasjon av kroppen kart kodet i primær motorisk cortex. Avsnittet tilsvarer flyet er angitt i figur 1a. Deler av kroppen med komplekse repertories av fine bevegelser, som eier, kreve mer kortikale plass i M1, mens deler av kroppen med relativt enklere bevegelser, som hofte, krever mindre kortikale plass.,
Andre deler av cortex involvert i motoriske funksjon er kalt sekundær motor cortices. Disse områdene inkluderer posterior parietal cortex, den premotor cortex, og supplerende motor området (SMA). Bakre parietal cortex er involvert i å transformere visuell informasjon i motor-kommandoer. For eksempel, bakre parietal cortex ville være med på å avgjøre hvordan å styre arm til et glass vann, avhengig av hvor glasset er plassert i rom. Bakre parietal områder sende denne informasjonen videre til premotor cortex og supplerende motor området., Den premotor cortex ligger like foran (anterior til) det primære motoriske cortex. Det er involvert i sensorisk veiledning av bevegelse, og styrer mer proksimale muskler og bagasjerommet musklene i kroppen. I vårt eksempel, premotor cortex ville hjelpe å orientere kroppen før nå for glass vann. Ekstra motor området ligger over, eller mediale til, premotor området, også i front av den primære motoriske cortex. Det er involvert i planlegging av komplekse bevegelser og koordinere to-hånds bevegelser., Ekstra motor området og premotor regioner både til å sende informasjon til primær motorisk cortex, så vel som til hjernestammen motor regioner.
Nevroner i M1, SMA og premotor cortex gi opphav til fibrene i corticospinal skrift. Den corticospinal skrift er den eneste direkte vei fra cortex til ryggraden og er sammensatt av over en million fibre. Disse fibrene stige gjennom hjernestammen, hvor de fleste av dem krysser over til motsatt side av kroppen. Etter å ha krysset, fibrene fortsette å stige gjennom ryggraden, avslutte på riktig spinal nivåer., Den corticospinal skrift er den viktigste veien for kontroll av frivillig bevegelse hos mennesker. Det er andre motor trasé som stammer fra subkortikale grupper av motoriske nevroner (kjerner). Disse veier kontroll holdning og balanse, grove bevegelser av den proksimale muskler, og koordinere hode, hals og øye bevegelser i respons til visuelle mål. Subkortikale trasé kan endre frivillig bevegelse gjennom interneuronal kretser i ryggraden og gjennom anslag for cortical motor regioner.
ryggmargen består av både hvit og grå materie., Den hvite saken består av nerve fibre som reiser gjennom ryggraden. Det er hvit fordi nerve fibre er isolert med myelin for raskere gjennomføring av signaler. Som mange andre store fiber bunter, den corticospinal skrift kurs gjennom lateral hvit materie av ryggraden. Innsiden av ryggmargen inneholder grå materie, som består av cellen organer celler inkludert motor nevroner og interneurons. I et tverrsnitt av ryggmargen, i form av grå materie ligner en sommerfugl., Fibrene i corticospinal skrift synapse på motoriske nevroner og interneurons i den ventrale horn av ryggraden. Fibrene kommer fra hånd områder i cortex slutten på motor neurons høyere opp i ryggraden (i cervikalt nivå) enn fibrer fra beinet regioner som avsluttes i den lumbale nivåer. Den lavere nivåer av ryggraden derfor har mye mindre hvit materie enn de høyere nivåene.
I den ventrale horn, motor neurons å projisere til distale musklene ligger mer sidelengs enn nerveceller som styrer den proksimale muskler., Nevroner prosjektering til bagasjerommet musklene ligger de mest medially. Videre, nevroner for extensors (musklene som øker felles vinkel som triceps muskelen) er funnet nær kanten av grå materie, men flexors (musklene som redusere felles vinkel som biceps muskel) er mer interiør. Det er viktig å merke seg at en enkelt motor neuron i ryggraden kan motta tusenvis av signaler fra kortikale motor regioner, subkortikale motor regioner og også gjennom interneurons i ryggraden., Disse interneurons få innspill fra de samme regionene, og tillate komplekse kretser til å utvikle seg.
Figur 2: Kortikale kontroll av skjelettmuskulatur.
Signaler generert i primær motorisk cortex reise ned corticospinal skrift (grønn) gjennom spinal-hvit materie å synapse på interneurons og motor nevroner i ryggmargen ventrale horn. Ventrale horn nevroner i sin tur sende sine axons (blå) ut gjennom den ventrale røtter til innervate enkelte muskelfibre., I dette eksemplet er et signal fra M1 reiser gjennom corticospinal skrift og utganger ryggraden rundt den sjette cervikalt nivå. En perifere motoriske nervecellen sender signal ut til armen for å aktivere en gruppe av myofibriller i bicepsen, noe som fører til at muskelen til å inngå kontrakt. Kollektivt, den ventrale horn motor neuron, sin axon, og myofibriller at det innervates kalles en enkelt motoren.
Hver motor neuron i ryggraden er en del av en funksjonell enhet kalt motoren (figur 2). Motoren er sammensatt av motor neuron, sin axon og muskelfibre det innervates., Mindre motor neurons vanligvis innervate mindre muskel fiber. Motor neurons kan innervate et hvilket som helst antall muskelfibre, men hver fiber er bare innervated av en motor neuron. Når motor neuron branner, alle av muskelfibre kontrakt. Størrelsen av den motoriske enheter og antall fibre som er innervated bidra til å styrke på muskel sammentrekning.
Det er to typer motoriske nevroner i ryggraden, alfa-og gamma motoriske nevroner. Alfa motor neurons innervate muskel fiber som bidrar til å styrke produksjonen., Gamma motor neurons innervate fibre i muskel spindel. Muskel spindel er en struktur inne i muskelen som måler lengde, eller strekk muskelen. Rollen som musclespindle i reflekser, for eksempel kne-jerk refleks, vil bli gjennomgått i den Motoriske Systemer Fysiologi delen av denne NeuroSeries. Den golgi sene organ er også en strekning reseptor, men det er forretningsvennlig og ligger i sener som kobler muskelen til skjelettet. Det gir informasjon til de motoriske sentrene om styrke på muskel sammentrekning., Informasjon fra muskel spindler, golgi sene organer og andre sanseorganer er rettet til lillehjernen. Cerebellum er en liten hule struktur som ligger på baksiden av hjernen under occipital lobe. Denne motoren regionen er spesielt involvert når lære en ny sport eller dance step eller instrument. Cerebellum er involvert i timing og koordinasjon av motoriske programmer. Den faktiske motor programmer er generert i basal knuter. Den basal ganglion er flere subkortikale regioner som er involvert i å organisere motor programmer for komplekse bevegelser., Skade på disse områdene, vil resultere i spontan, upassende bevegelser. Den basal knuter sende utdata til andre subkortikale hjernen regioner og cortex.
Gjennom samspillet av mange anatomiske motor regioner, hverdagslige bevegelser virke uanstrengt og mer komplekse bevegelsene kan være lært.