Физиология нервной системы. Двигательные функции головного мозга. Лекция 2

1.

ФИЗИОЛОГИЯ НЕРВНОЙ
СИСТЕМЫ
Двигательные функции
головного мозга

2.

Уровни управления
движениями
• кора мозга
• Ствол мозга
• мозжечок
• Спинной мозг

3.

Моторные
функции ствола
мозга

4.

Структуры ствола мозга
обеспечивают более высокий
уровень регуляции движений.
• Некоторые полномочия моторной
коры головного мозга
переданы
стволу мозга и мозжечку
• В
естественных
условиях
рефлекторная
деятельность
спинного
мозга
координируется
вышележащими отделами ЦНС.
• спинной мозг создает исходный
тонус мышц, который недостаточен,
чтобы
обеспечить
стояние
и
вертикальное положение головы
кора
Ствол
Спинно
й мозг

5.

Ствол мозга
• Является средним уровнем системы управления движениями
• Важнейшие структуры– вестибулярные ядра, красное
ядро и ретикулярная формация

6.

Роль вестибулярных ядер и
ретикулярной формации в регуляции
движений
вестибулярные ядра и
ретикулярная формация
Получают информацию от
вестибулярного аппарата и
проприорецепторов мышц шеи
?
аксиальная мускулатура
проксимальные мышцы
конечностей
глазодвигательные
мышцы

7.

Какого рода движения
обеспечивают эти структуры?
• 1. Поддержание позы и тонусы мышц.
Поддержание равновесия
• 2.Установка глаз

8.

примеры рефлексов ствола мозга:
• 1. Рефлексы поддержания позы и тонуса
мышц и равновесия, также при вращениях
(отклонения головы, тела и глаз в сторону,
противоположную движению).
• 3. Рефлексы установки глаз - (вестибулоокулярный
рефлекс)- перемещения глазных яблок с такой же
скоростью, с какой движется голова, но в
противоположном направлении

9.

Запомните!!
Основные анатомические структуры
ствола мозга, отвечающие за моторные
функции:
• ретикулярная
вестибулярны
формация Красное
е ядра
Бугры
ядро
четверохолмия

10.

Вестибулярные
ядра
Роль в регуляции
движений

11.

Вестибулярные ядра
продолговатого мозга

12.

Вестибулярные ядра, роль в регуляции движений
Вестибулярный аппарат, вн. ухо
Вестибулярные ядра
По лемнисковому пути
через таламус в кору
больших полуш.
По медиальному
вестибулоспинальному
тракту к мотонейронам шеи
и туловища.
Рефлексы на установку
головы ( положение головы
с
ротовой
щелью,
параллельно горизонту) и
положениии туловища
По латеральному
вестибулоспинальному
тракту к мотонейронам
прокимальных мышц
конечностей
Рефлексы экстренного
разгибания конечностей
Спинной мозг
По
вестибулоокулярном
у пути к ядрам
глазодвигательного
нерва
Рефлексы установки
глаз
Вестибулярная кора
Средний мозг больших полушарий

13.

Запомните: функции
вестибулярных ядер
• При
раздражении
вестибулярного
аппарата
происходит: перераспределение
мышечного тонуса
• изменение активности мышц
глазного яблока,
в результате это позволяет
удержать
равновесие
и
направить
взор
в
нужную

14.

Ретикулярная
формация в
регуляции
движений

15.

Ретикулярная формация- сеть нейронов в толще серого
вещества продолговатого среднего и промежуточного мозга,
эти нейроны имеют связи между собой и всеми структурами
ЦНС. Нервные клетки образуют ядра ретикулярной формации

16.

Роль ретикулярной формации
ствола мозга в регуляции тонуса
мышц
РФ
моста
+
_
-мотонейроны разгибателей
-мотонейроны сгибателей
разгибательная
_
РФ
+ прод.м.
сгибательная
Запомните!!!
На -мотонейроны сгибателей разгибателей влияет
ретикулярная формация моста и продолговатого мозга
причем ретикулярная формация моста разгибательная, а
продолговатого мозга сгибательная

17.

Роль ретикулярной формации
ствола мозга в регуляции тонуса
мышц
РФ
моста
+
_
-мотонейроны разгибателей
-мотонейроны сгибателей
+
Вестибулярные
ядра;
Ядро шатра
_
РФ
+ прод.м.
+
Коллатерали
кортико
тракта

18.

Роль ретикулярной формации ствола
мозга в регуляции тонуса мышц
Антигравитация
РФ +
моста _
1
-мотонейроны разгибателей
-мотонейроны сгибателей
+
Вестибулярные
ядра;
Ядро шатра
2
Постоянная
активность
Торможение
антигравитации
_
РФ
+ прод.м.
3
+
Коллатерали
Кортикоспинальному и
руброспинального
тракта
4 Постоянной активности нет!!
? Почему ?

19.

?
• Мышцы разгибатели нужны, чтобы
противодействоввать силе тяжести – для
антигравитации
Ретикулярная формация моста всегда
активна !!!!
НО! Эта активность нужна не всегда(может помешать совершать
произвольные движения, в этом случае информация идет от коры
головного мозга к спинному мозгу.

20.

?
• Иногда говорят что « человек
неуклюжий, как шпагу проглотил…»
какая система преобладает в этот
момент?

21.

Особенности рефлексов рефлексов
ретикулярной формации и вестибулярных
ядер
• На вестибулярные ядрах и ретикулярной формации замыкаются
рефлексы которые имеют общие особенности:
• 1. Афференты: от лабиринтов и рецепторов мышц шеи (получают информацию от лабиринтов и проприорецепторов мышц
щеи – информация о положении головы в пространстве
относительно туловища)
• 2. Эфференты: к мотонейронам аксиальной мускулатуры
(мышцы туловища) и проксимальных мышц конечностей, но не
дистальная мускулатура( мышцы пальцев) ; глазодвигательным
мышцам

22.

• Роль красного ядра и ядра
Дейтерса в регуляции
движений

23.

(Средний мозг)
Продолговаты
й мозг
Возникает при перерезке между
продолговатым и среднем мозгом
ниже уровня красного ядра

24.

•Роль передних и
задних бугров
четверохолмия в
регуляции
движений

25.

26.

Четверохолмный рефлекс
• При участии передних бугров четверохолмия осуществляются
реакции на внезапные световые раздражители, поворот
головы, туловища на неожиданный звук
• для световых раздражителей: сетчатка — верхние холмики
четверохолмия — ядра нервов глазодвигательных мышц и (через
медиальный продольный пучок) мышцы шеи;
• При участии задних бугров четверохолмия осуществляются
реакции на внезапные звуковые раздражители, поворот
головы, туловища на неожиданный звук
• улитка— улитковые ядра продолговатого мозга — нижние
холмики— верхние холмики четверохолмия, далее так же, как для
световых раздражителей.

27.

Четверохолмный рефлекс
Сторожевой рефлекс – поворот головы в сторону
раздражителя. Полисинаптический рефлекс, возникающий
в ответ на неожиданный зрительный или звуковой
раздражитель, в форме быстрой общей двигательной и
эмоциональной реакции. Может сопровождаться
вегетативными проявлениями (повышением артериального
давления, появлением тахикардии и пр.). Рефлекторные
действия кратковременны (в пределах секунды), при этом
прекращаются все другие формы двигательной активности.
У детей рефлекс наблюдается с 4-месячного возраста.

28.

Рефлексы ствола
мозга
Статические
(в покое)
позно-тонические
Статокинетические
(в движении)
установочные
Лифтный рефлекс
Рефлекс приземления
Шейные рефлексы
Вестибулярные
рефлексы
Вертикальная поза
человека
Рефлексы вращения
Выпрямительные
рефлексы
Глазной нистагм

29.

Вестибулярные ядра и ретикулярная формация:
примеры рефлексов:
Лабиринтный установочный рефлекс на голову
– при любом положении тела голова принимает
положение с горизонтальной ротовой щелью
(установочный рефлекс)
Установочный рефлекс тела на положение
головы: подбородок вверх – разгибание
туловища, и наоборот (установочный рефлекс).
при
сгибании
головы
новорожденного
повышается мышечный тонус сгибателей
верхних конечностей и разгибателей нижних
конечностей; и наоборот.( шейный рефлекс) .
Лифтная реакция: при подъеме площадки
торможение экстензоров, при опускании –
торможение флексоров (статокинетический
рефлекс
).

30.

Двигательные
функции коры
больших
полушарий

31.

замысел
Первичная
моторная
кора

32.

33.

Запомните!!
• Лобная доля замысел.
• Премоторная зона: выбор программ: разогнуть руку разогнуть
пальцы, согнуть пальцы и согнуть руку, согнуть ногу, разогнуть
ногу и т. д. Премоторная кора головного мозга анализирует и точно
определяет группы мышц, которые должны быть использованы для
выполнения определенных движений. Она учитывает текущее
положение и позу тела при выборе набора мышц для выполнения
движения.
• Моторная кора: превращает нужное движение в конкретное
движение мышц. Эта часть мозга непосредственно взаимодействует с
двигательными нейронами спинного мозга, чтобы стимулировать
предназначенные мышцы. первичная моторная кора участвует в
передаче сигналов, которые вносят непосредственный вклад в
создание движения.

34.

Кора контролирует «произвольные»
движения двумя путями:
• 1. путем запуска двигательных
программ нижних областей мозга: через
ствол мозга, мозжечок, базальные
ганглии, спинной мозг.
• 2. имеет почти прямой путь к передним
мотонейронам спинного мозга, минуя
любые двигательные центры для
(регуляции тонких быстрых движений
пальцев и кистей рук). (Пирамидный
тракт).

35.

моторная
кора

36.

Основные слои коры
• Рассмотрим 5 основных слоев коры:
• 5-й слой: слой пирамидных клеток, от них идет возбуждение к
строго определенным мыщцам.
• 4-й слой : крупные нейроны, получают возбуждение от
рецепторов.
• 2 и 3- слой : мелкие клетки межде ними обширные связи, слой
связан с когнитивными функциями
• 1-й слой: почти нет тел нервных клеток, здесь находятся дедриты
и аксоны и устанавливаются синаптические связи между
клетками различных слоев (нейроны шепчутся между собой)

37.

моторная кора
• В ней наиболее развит 5- слой,
возбуждение идет от нейронов к точно
определенным группам мышц.
• Эта часть мозга непосредственно
взаимодействует
с
двигательными
нейронами спинного мозга, чтобы
стимулировать предназначенные мышцы.

38.

моторная кора

39.

моторная кора
Двигательный гомункулюс
количество
движений
частей
тела
пропорциональны
площади моторной коры,
которую занимает данная
часть тела

40.

Запомните!!
• Пропорции двигательного гомункулуса,
отражают не объем регулируемых мышц,
а объем и степень сложности движений,
которые они выполняют, поэтому кисти
рук, пальцы, лицо (мимические мышцы)
и
язык
имеют
большее
представительство,
чем,
например,
мышцы спины.

41.

Моторная кораисполнитель!!
• превращает
нужное движение в
конкретное движение мышц. Эта часть
мозга непосредственно взаимодействует
с двигательными нейронами спинного
мозга,
чтобы
стимулировать
предназначенные мышцы. первичная
моторная кора участвует в передаче
сигналов,
которые
вносят
непосредственный вклад в создание
движения.

42.

Премоторная кора

43.

Премоторная кора:
• Премоторная кора: создание «двигательного
образа» и передача его в первичную моторную
область – планирование сложных движений.

44.

Дополнительная
моторная кора

45.

Дополнительная моторная
кора
Кодирование позных актов, положения частей тела друг относительно
друга. Одна из основных функций деятельности ДМО является надзор за
ручной координацией. В ручной координации, множественные движения
должны быть выполнены одновременно для достижения желаемого
действия или задачи.
Например, действия, которые предполагают использование обеих рук
потребуют координации между левой и правой двигательной корой. Это
делается ДМО, которая позволяет производить совмещение движений
одновременно для выполнения сложных действий. Поэтому наша
способность двигать одновременно обе руки для выполнения определенной
задачи приписывается работу ДМО

46.

Кортико-спинальный тракт
• Обеспечивает
произвольный
контроль скелетных
мышц
• волокна
кортикоспинального
тракта заканчиваются
на мотонейронах
• обеспечивает
возможность
управления корой
скелетными мышцами

47.

Кора больших полушарий
Специфические корковые моторные функции:
• Влияние на мотонейроны дистальной
мускулатуры верхних конечностей
• Артикуляция (речь)

48.

Моторная
функция
мозжечка

49.

Мозжечок
• 1. Общая организация мозжечка:
Кора - 2 Ядра мозжечка
1
мозжечка
3
1. Информация поступает в кору мозжечка
2. Кора дает тормозные сигналы на ядра
3. Далее эти сигналы идут в другие отделы ЦНС
Тормозный сигнал (2) позволяет остановить движение именно
здесь

50.

Мозжечок
• Общая организация мозжечка:
Кора мозжечка
Ядра
1. Общая функция мозжечка: коррекция
движения во время движения

51.

общая схема работы мозжечка
Кора
копии
Мышцы
(1)
Мозжечок
Мозжечок находится на пол – пути между корой и мышцами
(1). Мозжечок делает копии: афферентные и зфферентные и
здесть есть информация : в каком состоянии мышцы и
какой сигнал нужно подать

52.

общая схема работы мозжечка
- коррекция
Кора
(2)
копии
Мозжечок
Мышцы
(2) Главная функция мозжечка: он может притормозить кору и
остановить избыточное движение

53.

Мозжечок
• Функциональные связи мозжечка различаются
в филогенетически древних и молодых
отделах.

54.

Функциональные связи мозжечка
Вестибулорецепторы
Кора
червя
Ядро шатра
РФ
Спинной
мозг

55.

Функциональные связи мозжечка
Ядро Дейтерса
Вестибуло- 1 Кора
рецепторы
червя
2
2
Ядро шатра
РФ
Спинной
мозг

56.

Функциональные связи мозжечка
Ядро Дейтерса
Вестибулорецепторы
Соматосенсорная
система
Кора
червя
Ядро шатра
Кора
средней
части
Пробковидное
ядро
Шаровидное
ядро
РФ
Красное
ядро
Спинной
мозг

57.

Функциональные связи мозжечка
Ядро Дейтерса
Вестибулорецепторы
Соматосенсорная
система
Спинной
мозг
Кора
червя
Ядро шатра
Кора
средней
части
Пробковидное
ядро
Красное
Шароядро
видное
Моторядро
Таламус
ная
РФ
кора

58.

Функциональные связи мозжечка
Ядро Дейтерса
Вестибулорецепторы
Кора
червя
Соматосенсорная
система
Кора
средней
части
Ассоциативная
кора
Кора
полушарий
Ядро шатра
РФ
Спинной
мозг
Пробковидное
ядро
Красное
Шароядро
видное
Моторядро
Таламус
ная
кора
Зубчатое
ядро

59.

Функциональные связи мозжечка
Ядро Дейтерса
Вестибулорецепторы
Кора
червя
Соматосенсорная
система
Кора
средней
части
Ассоциативная
кора
Кора
полушарий
Спинной
мозг
Ядро шатра РФ
Пробковидное
ядро
Красное
Шароядро
видное
Моторядро
Таламус
ная
кора
Зубчатое
ядро
Базальные
ганглии

60.

Триада симптомов поражения
мозжечка включает:
• • мозжечковую атаксию
• • мышечную атонию;
• • асинергию.

61.

Атаксия - это недостаток координации
при выполнении произвольных
движений
• Она может проявляться в виде
неуклюжести,
неаккуратности
или
неустойчивости. Движения неплавны и
кажутся не связанными между собой.
Атаксия может затрагивать любую часть
тела.

62.

Нарушение координации активности
отдельных мышц или их групп, участвующих
в данном движении, называют асинергией.
Например, больной не может ползать на четвереньках из-за
невозможности
четко
координировать
движения
контралатеральных рук и ног, не может сесть со скрещенными
руками, так как ноги поднимаются выше головы - асинергия
Бабинского.

63.

мышечная атония
• Наблюдается снижение мышечного
тонуса (атония),

64.

Моторная
функция
базальных
ганглиев

65.

базальные ганглии
К базальным ганглиям относят комплекс нейронных узлов серого
вещества, которые располагаются в белом веществе больших полушарий
головного мозга. Эти образования называют стриополитарной системой.

66.

БАЗАЛЬНЫЕ ГАНГЛИИ И ДВИЖЕНИЯ
МОЗЖЕЧЕК ОТВЕЧАЕТ ЗА КОНКРЕТНЫЕ
ПАРАМЕТРЫ КОНКРЕТНЫХ ДВИЖЕНИЙ
БАЗАЛЬНЫЕ ГАНГЛИИ
ЗАПОМИНАЮТ ЦЕПОЧКИ
ДВИЖЕНИЙ
КОМПЛЕКСЫ ДВИЖЕНИЙ

67.

Базальные ганглии
• Функциональная организация: петли: Кора –
Базальные ганглии – Кора
• Тормозные каскады (медиаторы: дофамин,
ГАМК)

68.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ЮАЗАЛЬНЫХ ГАНГЛИЕВ
Функциональная организация: петли: Кора – Базальные ганглии –
Кора
Принцип торможения есть и в базальных ганглиях, чтобы не было
ошибок
Тормозные каскады (медиаторы: дофамин, ГАМК)
2
Первичная
моторная
кора
Ассоциативная,
премоторная
кора
3
Хвостатое
ядро
+
Черная субстанция
Таламус
торможение
-
1
Бледный
шар
Внутр. сегмент
Наруж. сегмент
-
Спинной
мозг

69.

Книга Тимоти Верстинен:
Клетки коры посылают сигналы вниз, в базальные ганглии. Базальные
ганглии немного переговариваются между собой и отправляют решение
назад в кору. Кора раздумывает об этой информации и начинает процесс
заново. Все действо занимает несколько миллисекунд, и быстрые петли
информации должны проходить по точному расписанию, чтобы
срабатывать вовремя.
вы – снайпер, которого выставили на ночное дежурство в лагере выживших.
Глядя в прицел, вы замечаете темную фигуру, ковыляющую из леса. Вы знаете, что
в лесу у вас бродит разведчик, так что осторожный внутренний голос подсказывает
вам, что это может быть ваш покалеченный друг, А тревожный внутренний голос
кричит, что это очередной ходячий мертвец, собирающийся напасть.
У вас две возможности: 1) спустить курок и снять потенциальную угрозу или 2)
не спускать курок и, возможно, не убить друга.
Внутри вашего мозга лобная кора посылает оба решения в базальные
ганглии. Первая остановка в этом процессе – ядра полосатого тела ( хвостатое
ядро). Здесь, в полосатом теле, решение стрелять или не стрелять переводится на
два конкурирующих пути. Если активируется прямой путь, он запустит каскад
событий, который приведет к спуску курка. Непрямой путь, напротив, пошлет
набор подавляющих сигналов, которые оборвут спуск курка, не давая выстрелить.

70.

Полосатое тело оказывает на бледный шар двоякое
влияние - возбуждающее и тормозяще
Непрямой путь : клетки бледного шара выделяют ГАМК ,
торможение идет в таламус - движение не запускается
прямой путь: хвостатое ядро тормозит
клетки бледного шара движение запускается
Базальные ганглии
Ассоциативная,
премоторная
кора
Первичная
моторная
кора
Хвостатое
ядро
Таламус
-
торможение
Бледный
шар
-
Спинной
мозг

71.

Базальные ганглии
Ассоциативная,
премоторная
кора
Первичная
моторная
кора
Хвостатое
ядро
Таламус
-
торможение
Бледный
шар
-
Спинной
мозг

72.

Базальные ганглии
• Функции:
– Программирование движения
– Двигательные автоматизмы
• При нарушениях: гиперкинезы, гипокинезы,
тремор, спастичность.

73.

Ацетилхолин
Возбудимость
мотонейрона
Влияния на мотонейрон

74.

Ацетилхолин
Глицин
Возбудимость
мотонейрона
Влияния на мотонейрон

75.

Ацетилхолин
mGluR-I
NMDA
AMPA
Глицин
Возбудимость
мотонейрона
GlyR
NK1
α1
GABAA
A1
5-HT2
5-HT1A
Влияния:
возбуждение
торможение
Влияния на мотонейрон
основные
модулирующие

76.

Пресинаптическое
торможение:
ГАМК → GABAA,B
Серотонин → 5-HT1B
Ацетилхолин → М2
Аденозин → А1
Глутамат → mGluR-II, III
Ацетилхолин
mGluR-I
NMDA
AMPA
Глицин
Возбудимость
мотонейрона
GlyR
NK1
α1
GABAA
A1
5-HT2
5-HT1A
Влияния:
возбуждение
торможение
Влияния на мотонейрон
основные
модулирующие