生理学：神经系统(8版)-4神经系统对躯体运动的调控课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节,神经系统对躯体运动的调控,一、运动的中枢调控功能概述,二、脊髓对躯体运动的调控作用,三、脑干对肌紧张和姿势的调控,四、大脑皮层对运动的调控,五、基底神经节对运动的调控,六、小脑对运动的调控,第三节 一、运动的中枢调控功能概述,一、运动的中枢调控功能概述,（一）运动的分类,1,、反射运动：,最简单、最基本的运动形式,2,、随意运动,3,、节律性运动：,介于反射运动与随意运动之间,一、运动的中枢调控功能概述（一）运动的分类,大脑皮层联络区，基底神经节，,皮层小脑 （,总体规划）,运动皮层，脊髓小脑 （,协调、组织、实施,）,脑干和脊髓,（执行）,（二）运动调控的基本结构和功能,大脑皮层联络区，基底神经节，运动皮层，脊髓小脑 （协调、组,二、脊髓对躯体运动的调控作用,二、脊髓对躯体运动的调控作用,运动皮层,感觉皮层,基底神经节,丘脑,视听前庭,小脑,肌肉,皮肤关节,脊髓,脑干,锥体系,锥体外系,感觉,最后公路,躯体运动的中枢控制示意图,（一）运动反射的最后公路,运动皮层感觉皮层基底神经节丘脑视听前庭小脑肌肉皮肤关节脊髓脑,.,脊髓运动神经元,1,、,运动神经元,支配,梭外肌,纤维，引起肌肉收缩，产生运动（缩短和张力），是躯体骨骼肌运动反射的最后公路。递质为,ACh,。,（一）运动反射的最后公路,.脊髓运动神经元（一）运动反射的最后公路,- motor neurons, -motor neurons, and the muscle fibers they innervate.,2.,-,运动神经元,胞体较小，支配,梭内肌,纤维，兴奋性高，递质为,ACh,。,作用：,-,运动神经元持续兴奋，提高肌梭对牵张反射的敏感性，加强,-,运动神经元及肌肉收缩功能。,1,脊髓前角运动神经元,- motor neurons, -motor,-,和,-,运动神经元的功能, 运动神经元兴奋引起骨骼肌梭外肌收缩，完成运动和产生张力。,-,运动神经元兴奋使骨骼肌梭内肌收缩，肌梭兴奋感觉传入，加强脊髓前角, 运动神经元活动，从而使骨骼肌活动加强,。,-和-运动神经元的功能,脊髓、脑干神经元,（整合）,运动传出的最后公路,效应器, 引发随意运动, 调节姿势, 协调不同肌群活动,脊髓、脑干神经元（整合）,运动单位：,由一个,运动神经元,及其所支配的,全部肌纤维,组成的功能单位。, 运动单位：,生理学：神经系统(8版)-4神经系统对躯体运动的调控课件,眼外肌运动神经元,6-12,根肌纤维,精细运动,四肢肌（三角肌）肌运动神经元,2000,根肌纤维巨大肌张力,运动单位：,眼外肌运动神经元 6-12 根肌纤维 四肢肌,（二）脊休克,脊髓的调节功能,功能：,躯体运动的,初级,中枢,脊髓前角中有,、,、,三类运动神经元。,生理学：神经系统(8版)-4神经系统对躯体运动的调控课件,脊休克定义：,人和动物脊髓与高位中枢离断后，反射活动能力暂时丧失而进入无反应状态的现象。,表现,:,肌紧张降低或消失,发汗反射消失,血压下降,粪尿积聚,(,以后反射可恢复,),脊休克定义： 人和动物脊髓与高位中枢离断后，反射活动能,脊休克,动物实验：,保留,脊髓,C5,以下,脊动物：,脊髓与高位中枢离断的动物。,恢复速度：,蛙：数分钟,犬：数天,人：数周、数月,脊休克 动物实验：保留脊髓C5以下,脊休克产生和恢复的,原因：,产生,：,脊髓突然失去高位中枢的控制性,（易化,OR,抑制）,调节所致,恢复：,脊髓的初级中枢发挥作用,脊休克产生和恢复的原因： 产生：,大脑皮层,前庭核,脑干网状结构,脊 髓,（,+,）,内脏、躯体,反射,恢复：,1.,屈肌反射、腱反射,2.,对侧伸肌反射,3.,血压回升、大小便失禁,大脑皮层脊 髓（+）内脏、躯体恢复：1.屈肌反射、腱,脊髓水平完成的姿势反射：,对侧伸肌反射,牵张反射、,节间反射等,（三）,脊髓对姿势反射的调节,（三）脊髓对姿势反射的调节,屈肌反射：,脊动物皮肤受到伤害性剌激时,反射性引起同侧肢体屈肌收缩,伸肌舒张,称屈肌反射。,意义：,具有保护性意义，逃避伤害。,不属姿势反射,1,屈肌反射与对侧伸肌反射：,屈肌反射：1屈肌反射与对侧伸肌反射：,对侧伸肌反射：,当剌激强度加大时,可在同侧肢体发生屈肌反射的基础上出现对侧肢体伸肌收缩的反射活动。,具有维持姿势的作用，,保持躯体平衡。,对侧伸肌反射： 当剌激强度加大时,可在同侧肢体发生屈肌反射的,对侧伸肌反射：,姿势反射，保持躯体平衡。,屈肌反射,：,保护作用,对侧伸肌反射：姿势反射，保持躯体平衡。屈肌反射：保护作用,定义：,有完整神经支配的骨骼肌在受到外力牵拉时能引起受牵拉的同一肌肉收缩的反射活动。,特点：,感受器和效应器都是在同一块肌肉中,意义：,维持身体姿势，,增强肌肉力量。,2,牵张反射（,stretch reflex,）,定义： 2 牵张反射（stretch reflex）,（,2,）牵张反射的感受器与机制 （,stretch reflex,）,感受器：肌梭,位于一般肌纤维之间，,呈梭状，长约数毫米，,其外包有一层结缔组织囊,（2）牵张反射的感受器与机制 （stretch reflex,生理学：神经系统(8版)-4神经系统对躯体运动的调控课件,1),结构和神经支配：,每个肌梭长约,310 mm,，,两端,为梭内肌，,612,条，由,-,运动神经元支配使其兴奋收缩；,感受器部分位于梭内肌中心,，发出感觉传入神经纤维。,肌梭及其功能,1)结构和神经支配：肌梭及其功能,核袋纤维,梭内肌,核链纤维,感受器,(,肌梭,),：,感受长度,和牵拉刺激,牵张反射的机制,:,核袋纤维牵张反射的机制:,感受装置,肌梭,肌 梭： 内有二种 感受器,螺旋形末梢,缠绕核袋和核链纤维,花枝末梢：,牵张反射的感受,装置，,兴奋由,Ia,类,N,纤维传入,。,主要分布核链纤维,与本体感觉有关,，,由,类,N,纤维传入,。,感受装置肌梭肌 梭： 内有二种 感受器螺旋形末梢,生理学：神经系统(8版)-4神经系统对躯体运动的调控课件,肌梭的传入神经纤维：,类纤维,：,螺旋形,分布于核袋纤维和核链纤维,*,类纤维：花枝状,分布于核链纤维,终止：,脊髓前角的,运动,神经元,肌梭的传入神经纤维：,Muscle spindle: motor innervation,Gamma motoneurons:,Innervate the poles of the fibers.,Muscle spindle: motor innervat,g,-LOOP,g,a,1a,Descending influence (UMN),MUSCLE,Muscle spindle,Activation of the,g,-loop,results in increased,muscle tone,g-LOOPga1aDescending influence,Functional significance of gamma impact on spindle activity,The tension of intrafusal fibers is maintained during active contraction by gamma activity.,The system is informed about very small changes in muscle length.,Functional significance of gam,-,运动神经元特性,兴奋性较高，,当,运动,神经元兴奋性升高时，,-,运动神经元兴奋性也升高,兴奋受中枢下行通路的调控,作用：,调节肌梭对牵张反射的敏感性,-,环路,(,gammer loop):,-,运动神经元 梭内肌纤维收缩,I,、,N.F.,传入 脊髓前角,-,运动神经元兴奋, 梭外肌兴奋收缩。,-运动神经元特性兴奋性较高，-环路(gammer loo,牵张反射的反射弧,感受器：,肌梭,中枢：,脊髓前角,运动神经元,(3),效应器：,梭外肌纤维,牵张反射的反射弧 感受器：肌梭 中枢：脊髓前角(3)效应,牵张反射的过程：,肌肉受牵拉,梭内肌感受装置被拉长,螺旋形末梢发生变形,a,、,类纤维,的神经冲动,肌梭的传入冲动,脊髓前角,运动神经元兴奋,传出纤维兴奋,梭外肌收缩,梭内肌收缩,维持肌梭兴奋的传入,牵张反射的过程：,牵张反射的类型：,1,）腱反射,（位相性牵张反射）：,快速,牵拉肌腱时发生的牵张反射，为单突触反射。,膝反射,牵张反射的类型：,膝反射,膝反射,腱反射,：膝跳反射、跟腱反射。,膝跳反射弧：,叩击肌腱,肌肉受到牵拉刺激,肌梭兴奋性,Ia,类和,类,N,纤维传入,运动元,兴奋,梭外肌收缩,快肌纤维,腱反射：膝跳反射、跟腱反射。膝跳反射弧： 快肌纤维,stretch reflex,stretch reflex,2,）肌紧张,（紧张性牵张反射）：,指,缓慢,持续牵拉肌腱时发生的牵张反射，表现为受牵拉的肌肉处于持续、轻度的收缩状态，不表现明显的动作，为多突触反射。,特点：,不同运动单位交替收缩，不易产生疲劳。,肌紧张：,梭外肌收缩,运动,N,元,兴奋,肌梭的,敏感性兴奋性,持续轻微,牵拉伸肌,梭内肌收缩,运动,N,元兴奋,高位中枢下传冲动,重力作用,骨骼肌处于持续地轻微的收缩状态,环,脑干某些中枢调节肌紧张是通过兴奋,环实现的。,慢肌纤维,肌紧张：梭外肌收缩运动N元兴奋肌梭的持续轻微梭内肌收,腱器官：,感受肌肉张力变化,（,3,）腱器官及反牵张反射,腱器官：感受肌肉张力变化（3）腱器官及反牵张反射,功能：,反牵张反射,途径：,肌肉收缩 腱器官（,+,）,IbN,传入 ,N,兴奋性, 肌肉舒张（避免过度牵拉）,适宜刺激：,阈值高的牵拉刺激,张力感受器与梭外肌呈串联关系,功能：反牵张反射 张力感受器与梭外肌呈串联关系,腱器官：,感受肌肉张力变化,腱器官：感受肌肉张力变化,（,3,）节间反射：,脊髓某节段神经元发出的轴突与,邻近上下节段的神经元,发生联系，通过上下节段之间神经元的,协同活动,所进行的一种反射活动。如搔爬反射。,（3）节间反射：,1,脑干对肌紧张的调节,电刺激脑干网状结构：,易化区和抑制区,三 脑干对肌紧张和姿势的调控,1脑干对肌紧张的调节三 脑干对肌紧张和姿势的调,（一）脑干对肌紧张的调控,抑制区,:,位于延髓网状结构的腹内侧,接受皮层,尾状核,小脑传来的冲动,发放下行冲动抑制脊髓牵张反射,还使易化区受到抑制,.,较小,易化区,:,分布于脑干中央区域,延髓网状结构的背外侧,脑桥的被盖,中脑的中央灰质,和被盖,前庭,小脑前叶两侧,.,较大,1.,脑干网状结构抑制区和易化区,（一）脑干对肌紧张的调控抑制区: 位于延髓网状结构的腹内侧,Areas in the cat brain where stimulation produces facilitation (+) or inhibition (-) of,stretch reflexes,. 1. motor cortex; 2. Basal ganglia; 3. Cerebellum; 4. Reticular inhibitory area; 5. Reticular facilitated area; 6. Vestibular nuclei.,Facilitated and inhibitory area,Areas in the cat brain where s,2.,去大脑僵直,去大脑僵直实验：,在动物中脑,上下丘,之间切断脑干，动物出现,伸肌,过度紧张现象，表现为四肢伸直、,坚硬如柱，,头尾昂起、脊柱挺硬，称为去大脑僵直。,2.去大脑僵直去大脑僵直实验：,大脑皮层运动区 前庭核,纹状体,小脑前叶蚓部 小脑前叶两侧部, ,脑干网状结构抑制区,脑干网状结构易化区,脊髓,脊髓, ,梭内肌 梭外肌,(,伸肌,),（肌 梭）,（,）,大脑皮层运动区 前庭核 ,抑制区,易化区,脑干网状结构,小脑前叶,蚓部,大脑皮层运动区,纹状体,小脑前叶,两侧部,前庭核,（,+,）,（,+,）,（,+,）,（,+,）,肌紧张,（,）,（,+,）,抑制区易化区脑干网状结构小脑前叶大脑皮层运动区小脑前叶前庭核,去大脑僵直的产生机制,:,网状结构抑制区的下行始动作用,(,大脑皮层运动区和纹状体等,),被切断，抑制区活动减弱，,易化区活动占优势,。传向脊髓的易化作用相对增强，引起,运动神经元,活动过强,伸肌的肌紧张,过度亢进,导致去大脑僵直。,僵直和,僵直,去大脑僵直的产生机制: 网状结构抑制区的下行始动作用(大,僵直,僵直,僵直僵直,僵直,:,由于高位中枢的下行作用首先提高,运动神经元,的活动，使,肌梭的传入,冲动增多，转而增强,运动神经元,的活动，称为,僵直。,实验证据,:,在去大脑僵直时，如切断动物腰骶段脊髓后根以消除肌梭传入冲动,则可使后肢僵直现象消除。,僵直:,-,僵直,:,由于高位中枢的下行作用直接或间接通过脊髓中间神经元提高,运动,神经元活动。,实验证据,:,如果在上述切断脊髓后根的去大脑动物，进一步切除小脑前叶，能使僵直再次出现，这种僵直属于,-,僵直，因脊髓后根已切断，,僵直已不可能发生。,-僵直:,僵直,僵直,下行束,网状脊髓束,前庭脊髓束,作用,神经元,神经元,切断背根,消失,不消失,环路,经过,不经过,僵直与,僵直的不同点,僵直僵直下行束网状脊髓束前庭脊髓束作用神经元神经元切,A,、,B,、,C,去皮层僵直，,D,去大脑僵直，上下肢均僵直,人类患某些疾病时出现,去大脑僵直,表示疾病已,侵犯脑干,预后不良,.,原因：,皮层与皮层下失去联系,(,蝶鞍上肿瘤,),出现的是,皮层僵直,.,A、B、,（二）脑干对姿势的调控,1.,状态反射：,头部在,空间的位置改变,以及头部与躯体的,相对位置,改变时，可以反射性地改变躯体肌肉紧张性。,（二）脑干对姿势的调控 1.状态反射：,迷路紧张反射：,内耳迷路的椭圆囊和球囊的传入冲动对躯体伸肌紧张性的反射性调节，中枢为前庭核。,颈紧张反射：,颈部扭曲时颈上部椎关节韧带和肌肉本体感受器的传入冲动对四肢肌肉紧张性的反射性调节，中枢在脊髓。,头转向一侧,迷路紧张反射：头转向一侧,2.,翻正反射,概念：,当人和动物处于不正常体位时，通过一系列动作将体位恢复常态的反射活动。,特点：,先转头，再转身。,应用：,体育运动中，很多动作是在翻正反射的基础上形成的运动技能。,实例,：,体操运动员的空翻转体，跳水运动中转体及篮球转体过人等动作，都要先转头，再转上半身，然后下半身，使动作优美、协调且迅速。,2.翻正反射,(2),翻正反射,(2)翻正反射,1,、中央前回和运动前区,具有,交叉,性质，但头面部为双侧；,具有,精细的功能定位,，功能代表区的大小与运动的精细复杂程度有关；,总体定位为,倒置,，但头面部为正立。,四、大脑皮层的运动调节功能,（一）大脑皮层运动区,1、中央前回和运动前区四、大脑皮层的运动调节功能（一）大脑皮,功能：, 发动、协调,随意运动 调节肌紧张,功能： 发动、协调,2.,运动辅助,2.运动辅助,运动柱：,大脑皮层运动区细胞呈,纵向柱状,排列，构成大脑皮层的基本功能单位。,运动柱：大脑皮层运动区细胞呈纵向柱状排列，构成大脑皮层的基本,1,）皮层脊髓束：,皮层,内囊、脑干,脊髓前角运动神经元,皮层脊髓侧束,(,占,80%),：,延髓锥体交叉，终止于脊髓前角外侧部，,控制四肢远端的肌肉，,与,精细、技巧性的动作,有关。,皮层脊髓前束,(,占,20%),：,不交叉，终止脊髓前角内侧部，,控制躯干、四肢近端的肌肉，,与,姿势的维持和粗略的运动,有关。,（二）运动传出通路,1.,随意运动的通路,1）皮层脊髓束：（二）运动传出通路1. 随意运动的通路,皮层脊髓侧束,(,占,80%),精细、技巧性运动,四肢远端肌肉,皮层脊髓侧束(占80%) 精细、技巧性运动四肢远端肌肉,皮层脊髓前束,(,占,20%),姿势维持、粗大运动,躯干、四肢近端肌肉,不交叉，终止脊髓前角内侧部,皮层脊髓前束(占20%) 姿势维持、粗大运动躯干、四肢近端肌,生理学：神经系统(8版)-4神经系统对躯体运动的调控课件,2,） 皮层脑干束,皮层运动区,内囊,脑神经核,运动神经元,2） 皮层脑干束,（,2,）协调随意运动通路,顶盖脊髓束,网状脊髓束,前庭脊髓束,红核脊髓束,调节,姿势维持、粗大运动,调节,精细运动,（2）协调随意运动通路顶盖脊髓束 调节 调,临床特点,硬瘫,软瘫,分布范围,较广，偏瘫、单瘫和截瘫,范围局限，以肌群为主,肌紧张,张力,、痉挛,张力,、松弛,反射,腱反射亢进，,浅反射减弱或消失,腱反射减弱或消失，,浅反射消失,病理反射,巴彬斯基征（,+,）,巴彬斯基征（,-,）,肌萎缩,产生原因,轻度，废用性萎缩,姿势调节系统损伤,显著，早期出现,脊髓或脑运动神经元损伤,2.,运动传出通路损伤时的表现,临床特点 硬瘫 软瘫分布范围较广，偏瘫、单瘫和,1,）软瘫与硬瘫：,软瘫：,随,意,运动丧失并伴有牵张反射,减退或消失,（损伤脊髓和脑干运动神经元）。,硬瘫：,随意运动丧失伴有牵张反射,亢进,。,（损伤姿势调节系统）,2,）巴宾斯基征：,见于 ：皮层脊髓侧束损伤、婴儿、深睡或麻醉状 态。,意义：检查皮层脊髓侧束功能是否正常。,1）软瘫与硬瘫：,巴宾斯基征,巴宾斯基征（,+,）,巴宾斯基征（,-,）,巴宾斯基征 巴宾斯基征（+）巴宾斯基征（-）,五、基底神经节对运动的调控,基底神经节是皮层下,一些核团的总称。,两者间构成回路。,包括,:,纹状体,丘脑底核,黑质,新纹状体,尾核,壳核,旧纹状体,苍白球,五、基底神经节对运动的调控 基底神经节是皮层下 新纹状体,功能：, 稳定随意运动, 调节肌紧张, 处理本体感觉传入信息,纹状体：,尾核、壳核和苍白球,旧纹状体,:,苍白球是较古老的部分,新纹状体,:,尾核和壳核进化较新,功能：纹状体：尾核、壳核和苍白球,（一）,基底神经节的纤维联系,去抑制,间接通路,直接通路,去抑制,1.,基底神经节与大脑皮层之间的神经回路,（一）基底神经节的纤维联系去抑制间接通路直接通路去抑,2,）通路,直接通路：,大脑皮层的广泛区域发出纤维 ,兴奋,新纹状体,抑制,苍白球内侧,部丘脑前腹核和外侧腹核,去抑制,大脑皮层运动前区,活动增强,。,大脑皮层兴奋,2）通路,间接通路：,大脑皮层的广泛区域发出纤维 ,兴奋,新纹状体,抑制,苍白球,外侧,部丘脑底核,去抑制,兴奋,苍白球,内侧,部,抑制,丘脑前腹核和外侧腹核大脑皮层运动前区,活动减弱,。,抑制直接通路对大脑皮层兴奋,间接通路：,3),新纹状体的功能结构与细胞：,组成,:,1,）,投射神经元 ：,（信息整合传出神经元）,中型多棘神经元（,MSN,）,2,）中间神经元,递质：,GABA,功能：,整合来自皮层（谷氨酸能纤维）和黑质,（多巴胺纤维）的传入信息,并将传出信息输送到苍白球。,3)新纹状体的功能结构与细胞：,2,黑质,-,纹状体投射系统,新纹状体的中型多棘神经元上的,D1,受体,增强,直接通路活动。,新纹状体的中型多棘神经元上的,D2,受体,抑制,间接通路的活动,加强,丘脑,-,皮层投射系统活动,易化,大脑皮层,发动,运动,2 黑质-纹状体投射系统,（,1,）震颤麻痹（帕金森病）,肌紧张过强,而运动过少,。,临床表现：,肌紧张增强，随意运动下降，动作,迟缓，面部表情呆板，静止性震颤。,动作发起障碍,病变部位,:,中脑,黑质,，脑内,DA,减少,。,发病机制：,黑质的,DA,功能受损，纹状体内,Ach,功能相对亢进。皮层运动发起,抑制,。,治疗：,左旋多巴、,M,受体阻断剂等。,（二）与基底神经节损伤有关的疾病,（1）震颤麻痹（帕金森病）（二）与基底神经节损伤有关,（,2,）舞蹈病,肌紧张不全而运动过多,。,临床表现：,不自主的上肢和头部的舞蹈 样,动作，并伴有肌张力下降等。,病变部位：,纹状体,发病机制：,纹状体内胆碱能和,GABA,能神经元,的功能下降，黑质,DA,功能神经元,功能相对亢进。皮层运动区,易化,。,治疗：,利血平耗竭,DA,可缓解症状。,（2）舞蹈病,六、小脑对运动的调控,六、小脑对运动的调控,小脑的功能,小脑的功能,1.,前庭小脑,：,主要由,绒球小结叶,构成，与身体姿势,平衡、眼球运动,有关。,1.前庭小脑：,小脑前叶和后叶的,中间带区,、,蚓部,构成,功能：,调节肌紧张,协调随意运动,损伤：,意向性震颤 、轮替动作障碍,小脑性共济失调,2.,脊髓小脑,小脑前叶和后叶的2.脊髓小脑,3.,皮层小脑：,部位：,半球的,外侧,部,功能：,与运动区、,感觉区、,联络区,构成回路,随意运动设计；,运动,程序的编制,3.皮层小脑：,生理学：神经系统(8版)-4神经系统对躯体运动的调控课件,