rysunek 1a: główne domeny korowe układu ruchu. Pierwotna kora ruchowa (M1) leży wzdłuż przedśrodkowego zakrętu i generuje sygnały, które kontrolują wykonywanie ruchu. Wtórne obszary motoryczne są zaangażowane w planowanie motoryczne. Płaszczyzna sekcji jest przedstawiona na rysunku 1b.
prawie wszystkie zachowania obejmują funkcje motoryczne, od mówienia przez gestykulację do chodzenia., Ale nawet prosty ruch, taki jak sięgnięcie po szklankę wody, może być złożonym zadaniem motorycznym do nauki. Nie tylko twój mózg musi dowiedzieć się, które mięśnie się skurczyć i w jakiej kolejności kierować ręką do szkła, ale także musi oszacować siłę potrzebną do podniesienia szkła. Inne czynniki, takie jak ilość wody w szkle i z jakiego materiału szkło jest wykonane, również wpływają na obliczenia mózgów. Nic dziwnego, że istnieje wiele regionów anatomicznych, które są zaangażowane w funkcje motoryczne.,
pierwotna kora ruchowa, czyli M1, jest jednym z głównych obszarów mózgu zaangażowanych w funkcje motoryczne. M1 znajduje się w płacie czołowym mózgu, wzdłuż guza zwanego przedśrodkowym zakręcie (rysunek 1a). Rolą pierwotnej kory ruchowej jest generowanie impulsów nerwowych, które kontrolują wykonywanie ruchu. Sygnały z M1 przechodzą przez linię środkową ciała, aby aktywować mięśnie szkieletowe po przeciwnej stronie ciała, co oznacza, że lewa półkula mózgu kontroluje prawą stronę ciała, a prawa półkula kontroluje lewą stronę ciała., Każda część ciała jest reprezentowana w korze pierwotnej ruchowej, a te reprezentacje są ułożone somatotopowo — stopa znajduje się obok nogi, która znajduje się obok tułowia, która znajduje się obok ramienia i ręki. Ilość materii mózgowej poświęconej określonej części ciała reprezentuje ilość kontroli, jaką kora motoryczna ma nad tą częścią ciała. Na przykład, dużo przestrzeni korowej jest wymagane do kontrolowania złożonych ruchów dłoni i palców, a te części ciała mają większe reprezentacje w M1 niż tułów lub nogi, których wzory mięśni są stosunkowo proste., Ta nieproporcjonalna Mapa ciała w korze ruchowej nazywana jest homunkulusem ruchowym (ryc. 1B).
rysunek 1b: homunkulus ruchowy w pierwotnej Korie ruchowej. Graficzne przedstawienie mapy ciała zakodowanej w korze pierwotnej ruchowej. Sekcja odpowiada płaszczyźnie wskazanej na rysunku 1a. części ciała o złożonym repertuarze drobnych ruchów, jak ręka, wymagają więcej przestrzeni korowej w M1, podczas gdy części ciała o stosunkowo prostszych ruchach, jak biodro, wymagają mniej przestrzeni korowej.,
Inne regiony kory zaangażowane w funkcje motoryczne nazywane są wtórnymi korami motorycznymi. Obszary te obejmują tylną korę ciemieniową, korę przedmotorową i dodatkowy obszar ruchowy (SMA). Tylna kora ciemieniowa bierze udział w przekształcaniu informacji wizualnych w polecenia ruchowe. Na przykład, tylna kora ciemieniowa byłaby zaangażowana w określanie, jak kierować ramię do szklanki wody w oparciu o to, gdzie szkło znajduje się w przestrzeni. Tylne obszary ciemieniowe przesyłają te informacje do kory przedtrzonowej i dodatkowego obszaru motorycznego., Kora przedmotorowa leży tuż przed (przed) korą motoryczną pierwotną. Bierze udział w sensorycznym kierowaniu ruchem i kontroluje bardziej proksymalne mięśnie i mięśnie tułowia ciała. W naszym przykładzie kora przedmotorowa pomoże zorientować ciało przed sięgnięciem po szklankę wody. Dodatkowy obszar ruchowy leży powyżej lub przyśrodkowo do obszaru przedmotorowego, również przed główną korą ruchową. Zajmuje się planowaniem złożonych ruchów i koordynacją ruchów dwuręcznych., Dodatkowy obszar ruchowy i regiony przedmotorowe przesyłają informacje do pierwotnej kory ruchowej, a także do regionów ruchowych pnia mózgu.
neurony w M1, SMA i Korie przedmotorowej powodują powstanie włókien przewodu kortykospinalnego. Przewód korowo-rdzeniowy jest jedyną bezpośrednią drogą z kory do kręgosłupa i składa się z ponad miliona włókien. Włókna te schodzą przez pnie mózgu, gdzie większość z nich przechodzi na przeciwną stronę ciała. Po przekroczeniu włókna nadal opadają przez kręgosłup, kończąc się na odpowiednim poziomie kręgosłupa., Przewód kortykospinalny jest główną drogą kontroli dobrowolnego ruchu u ludzi. Istnieją inne szlaki ruchowe, które pochodzą z podkorowych grup neuronów ruchowych (jąder). Ścieżki te kontrolują postawę i równowagę, szorstkie ruchy mięśni proksymalnych i koordynują ruchy głowy, szyi i oczu w odpowiedzi na cele wizualne. Ścieżki podkorowe mogą modyfikować ruch dobrowolny poprzez obwody interneuronalne w kręgosłupie i poprzez projekcje do korowych regionów motorycznych.
rdzeń kręgowy składa się zarówno z istoty białej, jak i szarej., Biała substancja składa się z włókien nerwowych podróżujących przez kręgosłup. Jest biały, ponieważ włókna nerwowe są izolowane mieliną dla szybszego przewodzenia sygnałów. Podobnie jak wiele innych dużych wiązek włókien, przewód kortykospinalny przebiega przez boczną białą substancję kręgosłupa. Wnętrze rdzenia kręgowego zawiera szarą substancję, złożoną z ciał komórkowych komórek, w tym neuronów ruchowych i interneuronów. W przekroju rdzenia kręgowego kształt szarej istoty przypomina motyla., Włókna w synapsie kortykospinalnym na neurony ruchowe i interneurony w rogu brzusznym kręgosłupa. Włókna pochodzące z regionów rąk w korze kończą się na neuronach ruchowych wyżej w kręgosłupie (w poziomie szyjki macicy) niż włókna z regionów nóg, które kończą się w poziomie lędźwiowym. Niższe poziomy kręgosłupa mają więc znacznie mniej substancji białej niż wyższe poziomy.
w obrębie rogu brzusznego neurony ruchowe wystające do mięśni dystalnych znajdują się bardziej bocznie niż neurony kontrolujące mięśnie proksymalne., Neurony wystające do mięśni tułowia znajdują się najbardziej przyśrodkowo. Ponadto neurony prostowników (mięśnie, które zwiększają kąt stawu, takie jak mięsień trójgłowy) znajdują się w pobliżu krawędzi istoty szarej, ale zginacze (mięśnie, które zmniejszają kąt stawu, takie jak mięsień biceps) są bardziej wewnętrzne. Ważne jest, aby pamiętać, że pojedynczy neuron ruchowy w kręgosłupie może odbierać tysiące wejść z korowych regionów motorycznych, podkorowych regionów motorycznych, a także przez interneurony w kręgosłupie., Te interneurony otrzymują dane wejściowe z tych samych regionów i umożliwiają rozwój złożonych obwodów.
ryc. 2: korowa kontrola mięśni szkieletowych.
sygnały generowane w korze pierwotnej ruchowej przemieszczają się w dół przewodu korowo-rdzeniowego (Zielonego)przez rdzeń bieli do synapsy na interneuronach i neuronach ruchowych w przewodzie rdzeniowym. Neurony rogu brzusznego z kolei wysyłają swoje aksony (niebieskie) przez korzenie brzuszne w celu unerwienia poszczególnych włókien mięśniowych., W tym przykładzie sygnał z M1 przemieszcza się przez przewód kortykospinalny i opuszcza kręgosłup wokół szóstego poziomu szyjki macicy. Obwodowy neuron ruchowy przekazuje sygnał do ramienia, aby aktywować grupę miofibryli w bicepsie, powodując skurczenie tego mięśnia. Łącznie neuron ruchowy rogu brzusznego, jego Akson i miofibryle, które unerwia, nazywane są pojedynczą jednostką motoryczną.
każdy neuron ruchowy w kręgosłupie jest częścią jednostki funkcjonalnej zwanej jednostką ruchową (ryc. 2). Jednostka ruchowa składa się z neuronu ruchowego, jego aksonu i włókien mięśniowych, które unerwia., Mniejsze neurony ruchowe Zwykle unerwiają mniejsze włókna mięśniowe. Neurony ruchowe mogą unerwiać dowolną liczbę włókien mięśniowych, ale każde włókno jest unerwiane tylko przez jeden neuron ruchowy. Kiedy neuron ruchowy strzela, wszystkie jego włókna mięśniowe kurczą się. Wielkość jednostek motorycznych i liczba włókien, które są unerwione, przyczyniają się do siły skurczu mięśni.
w kręgosłupie występują dwa rodzaje neuronów ruchowych: alfa i gamma. Neurony ruchowe Alfa unerwiają włókna mięśniowe, które przyczyniają się do produkcji siły., Neurony ruchowe gamma unerwiają włókna wewnątrz wrzeciona mięśniowego. Wrzeciono mięśniowe jest strukturą wewnątrz mięśnia, która mierzy długość lub rozciągnięcie mięśnia. Rola mięśni w odruchach, takich jak odruch szarpnięcia kolana, zostanie omówiona w sekcji fizjologii układów motorycznych tej Neurologii. Narząd ścięgna Golgiego jest również receptorem rozciągającym, ale znajduje się w ścięgnach, które łączą mięsień ze szkieletem. Dostarcza informacji ośrodkom motorycznym o sile skurczu mięśni., Informacje z wrzecion mięśniowych, narządów ścięgien Golgiego i innych narządów zmysłów kierowane są do móżdżku. Móżdżek jest małą rowkowaną strukturą znajdującą się w tylnej części mózgu pod płatem potylicznym. Ten region motoryczny jest szczególnie zaangażowany podczas nauki nowego kroku sportowego lub tanecznego lub instrumentu. Móżdżek jest zaangażowany w czas i koordynację programów motorycznych. Rzeczywiste programy motoryczne są generowane w zwojach podstawy. Zwoje podstawne to kilka podkorowych regionów, które są zaangażowane w organizowanie programów motorycznych dla złożonych ruchów., Uszkodzenie tych regionów powoduje spontaniczne, niewłaściwe ruchy. Zwoje podstawne wysyłają wyjście do innych podkorowych regionów mózgu i kory mózgowej.
dzięki interakcji wielu anatomicznych regionów ruchowych codzienne ruchy wydają się łatwe i można nauczyć się bardziej złożonych ruchów.