figuur 1a: belangrijkste corticale domeinen van het motorisch systeem. De primaire motor cortex (M1) ligt langs de precentrale gyrus, en produceert de signalen die de uitvoering van beweging controleren. Secundaire motorgebieden zijn betrokken bij de motorische planning. Het vlak van sectie is uitgewerkt in figuur 1b.
bijna al het gedrag omvat motorische functie, van praten tot gebaren tot lopen., Maar zelfs een simpele beweging zoals het bereiken van een glas water kan een complexe motorische taak zijn om te bestuderen. Je hersenen moeten niet alleen uitzoeken welke spieren je moet samentrekken en in welke volgorde je hand naar het glas moet sturen, het moet ook de kracht schatten die nodig is om het glas op te pakken. Andere factoren, zoals hoeveel water er in het glas zit en van welk materiaal het glas is gemaakt, beïnvloeden ook de hersenberekeningen. Niet verrassend, er zijn veel anatomische regio ‘ s die betrokken zijn bij de motorische functie.,
de primaire motorische cortex, of M1, is een van de belangrijkste hersengebieden die betrokken zijn bij de motorische functie. M1 bevindt zich in de frontale kwab van de hersenen, langs een bult genaamd de precentrale gyrus (figuur 1a). De rol van de primaire motorische cortex is om neurale impulsen te genereren die de uitvoering van beweging controleren. Signalen van M1 kruisen de middellijn van het lichaam om skeletspieren aan de andere kant van het lichaam te activeren, wat betekent dat de linkerhersenhelft van de hersenen de rechterkant van het lichaam controleert, en de rechterhersenhelft de linkerkant van het lichaam., Elk deel van het lichaam wordt weergegeven in de primaire motorische cortex, en deze representaties zijn somatotopisch gerangschikt — de voet ligt naast het been dat naast de romp ligt die naast de arm en de hand ligt. De hoeveelheid hersenstof die aan een bepaald lichaamsdeel wordt besteed, vertegenwoordigt de hoeveelheid controle die de primaire motorische cortex over dat lichaamsdeel heeft. Er is bijvoorbeeld veel corticale ruimte nodig om de complexe bewegingen van de hand en vingers te controleren, en deze lichaamsdelen hebben grotere representaties in M1 dan de romp of benen, waarvan de spierpatronen relatief eenvoudig zijn., Deze disproportionele kaart van het lichaam in de motorische cortex wordt de motor homunculus genoemd (figuur 1b).
figuur 1b: de motorhomunculus in de primaire motorschors. Een figuratieve weergave van de lichaamskaart gecodeerd in primaire motorische cortex. De sectie komt overeen met het vlak aangegeven in figuur 1a. lichaamsdelen met complexe repertoires van fijne beweging, zoals de hand, vereisen meer corticale ruimte in M1, terwijl lichaamsdelen met relatief eenvoudigere bewegingen, zoals de heup, minder corticale ruimte vereisen.,
andere delen van de cortex die betrokken zijn bij de motorische functie worden de secundaire motorische cortex genoemd. Deze gebieden omvatten de posterieure pariëtale cortex, de premotorische cortex, en de supplementary motor area (SMA). De achterste pariëtale cortex is betrokken bij het omzetten van visuele informatie in motorische commando ‘ s. De achterste pariëtale cortex zou bijvoorbeeld betrokken zijn bij het bepalen hoe de arm naar een glas water te sturen op basis van waar het glas zich in de ruimte bevindt. De achterste pariëtale gebieden sturen deze informatie naar de premotorische cortex en het aanvullende motorische gebied., De premotorische cortex ligt net voor (anterior aan) de primaire motorische cortex. Het is betrokken bij de zintuiglijke begeleiding van beweging, en controleert de meer proximale spieren en rompspieren van het lichaam. In ons voorbeeld zou de premotorische cortex helpen om het lichaam te oriënteren voordat het glas water wordt bereikt. Het aanvullende motorgebied ligt boven, of mediaal aan, het premotorgebied, ook voor de primaire motorschors. Het is betrokken bij de planning van complexe bewegingen en bij de coördinatie van tweehandige bewegingen., Het aanvullende motorische gebied en de premotorische regio ’s sturen zowel informatie naar de primaire motorische cortex als naar de hersenstam motorische regio’ s.
neuronen in M1, SMA en premotorische cortex geven aanleiding tot de vezels van het corticospinale kanaal. Het corticospinale kanaal is de enige directe route van de cortex naar de wervelkolom en bestaat uit meer dan een miljoen vezels. Deze vezels dalen af door de hersenstam waar de meerderheid van hen over te steken naar de andere kant van het lichaam. Na kruising, de vezels blijven dalen door de wervelkolom, eindigend op de juiste spinale niveaus., Het corticospinale kanaal is de belangrijkste weg voor controle van vrijwillige beweging in mensen. Er zijn andere motorische routes die afkomstig zijn van subcorticale groepen van motorische neuronen (kernen). Deze routes controleren houding en evenwicht, Grove bewegingen van de proximale spieren, en coördineren Hoofd -, nek-en oogbewegingen in reactie op visuele doelen. Subcorticale wegen kunnen vrijwillige beweging door interneuronale circuits in de wervelkolom en door projecties aan corticale motorische gebieden wijzigen.
het ruggenmerg bestaat uit zowel witte als grijze cellen., De witte stof bestaat uit zenuwvezels reizen door de wervelkolom. Het is wit omdat de zenuwvezels geïsoleerd zijn met myeline voor snellere geleiding van signalen. Net als veel andere grote vezelbundels, de corticospinale tractus cursussen door de laterale witte stof van de wervelkolom. De binnenkant van het ruggenmerg bevat grijze stof, samengesteld uit de cellichamen van cellen met inbegrip van motorneuronen en interneuronen. In een dwarsdoorsnede van het ruggenmerg lijkt de vorm van de grijze massa op een vlinder., Vezels in de corticospinale tractus synapsen op motorneuronen en interneuronen in de ventrale hoorn van de wervelkolom. Vezels afkomstig van de hand regio ’s in de cortex einde op motor neuronen hoger in de wervelkolom (in de cervicale niveaus) dan vezels uit de been regio’ s die eindigen in de lumbale niveaus. De lagere niveaus van de wervelkolom hebben daarom veel minder witte stof dan de hogere niveaus.
binnen de ventrale Hoorn bevinden zich motorische neuronen die naar distale spieren projecteren, lateraaler dan neuronen die de proximale spieren besturen., Neuronen die naar de rompspieren projecteren, bevinden zich het meest mediaal. Bovendien, neuronen van extensors (spieren die de gezamenlijke hoek zoals de triceps spier verhogen) worden gevonden in de buurt van de rand van de grijze stof, maar de flexors (spieren die de gezamenlijke hoek zoals de biceps spier verminderen) zijn meer interieur. Het is belangrijk op te merken dat een enkel motorneuron in de wervelkolom duizenden ingangen kan ontvangen van de corticale motorische regio ‘s, de subcorticale motorische regio’ s en ook via interneurons in de wervelkolom., Deze interneuronen ontvangen input uit dezelfde regio ‘ s en maken het mogelijk complexe circuits te ontwikkelen.
Figuur 2: corticale controle van skeletspieren.signalen gegenereerd in de primaire motorische cortex reizen door het corticospinale kanaal (groen) door de witte spinale stof naar synaps op interneuronen en motorische neuronen in de ruggenmerg ventrale Hoorn. Ventrale hoornneuronen sturen op hun beurt hun axonen (blauw) uit via de ventrale wortels om individuele spiervezels te innerveren., In dit voorbeeld reist een signaal van M1 door het corticospinale kanaal en verlaat de wervelkolom rond het zesde cervicale niveau. Een perifere motorische neuron stuurt het signaal naar de arm om een groep myofibrillen in de biceps te activeren, waardoor die spier samentrekt. Gezamenlijk worden het ventrale hoornmotorneuron, het axon en de myofibrillen die het innerveert, een enkele motorische eenheid genoemd.
elk motorneuron in de wervelkolom maakt deel uit van een functionele eenheid die de motorische eenheid wordt genoemd (figuur 2). De motoreenheid bestaat uit het motorneuron, het axon en de spiervezels die het innerveert., Kleinere motorneuronen bevatten meestal kleinere spiervezels. Motorneuronen kunnen elk aantal spiervezels innerveren, maar elke vezel wordt slechts innervated door één motorneuron. Als het motorneuron vuurt, trekken al zijn spiervezels samen. De grootte van de motorische eenheden en het aantal vezels die zijn innervated dragen bij aan de kracht van de spiercontractie.
Er zijn twee soorten motorische neuronen in de wervelkolom, alfa-en gamma-motorische neuronen. De alpha motor neuronen innervate spiervezels die bijdragen aan kracht productie., De gammamotorneuronen innerveren vezels in de spierspindel. De spierspindel is een structuur in de spier die de lengte, of rek, van de spier meet. De rol van de musclespindle in reflexen zoals de knee jerk reflex zal worden besproken in de sectie motorische systemen fysiologie van deze NeuroSeries. Het Golgi peesorgel is ook een rekreceptor, maar het bevindt zich in de pezen die de spier met het skelet verbinden. Het geeft informatie aan de motorische centra over de kracht van de spiercontractie., Informatie van spierspindels, Golgi pees organen en andere sensorische organen zijn gericht op het cerebellum. Het cerebellum is een kleine gegroefde structuur in de achterkant van de hersenen onder de occipitale kwab. Deze motorregio is specifiek betrokken bij het leren van een nieuwe sport-of dansstap of instrument. Het cerebellum is betrokken bij de timing en coördinatie van motorische programma ‘ s. De eigenlijke motorische programma ‘ s worden gegenereerd in de basale ganglia. De basale ganglia zijn verschillende subcorticale gebieden die betrokken zijn bij het organiseren van motorische programma ‘ s voor complexe bewegingen., Schade aan deze regio ‘ s leidt tot spontane, ongepaste bewegingen. De basale ganglia sturen output naar andere subcorticale hersengebieden en de cortex.
door de interactie van vele anatomische motorische regio ‘ s lijken dagelijkse bewegingen moeiteloos en kunnen complexere bewegingen worden geleerd.