第三节 神经系统对姿势和运动的调节
第三节 神经系统对姿势和运动的调节 一、运动传出的最后公路 二、中枢对姿势的调节 三、中枢对躯体运动的调节
一、运动传出的最后公路 运动皮层 皮层脊髓束 锥体交叉 皮层脊髓侧束 脊髓 皮层脊髓前束 前角α运动元
(一)脊髓和脑干运动神经元 1.特点:最后公路 (final common path) 感受器 传入N 传出N α运动N元 效应器
2.α运动神经元的类型 快肌(白) 大α(100~150m) 大α(100~150m) 无氧酵解,爆发力强,易疲劳 慢肌(红) 肌红蛋白 有氧氧化,不易疲劳
奥运会100米赛场
(二)运动单位(motor unit) 1.定义：一个α运动神经元和所支配的全部肌纤维构成的一个功能单位
2.运动单位的类型 运动N元 运动N元 四肢肌躯干 眼外肌 6~12根 2000根 小运动单位 大运动单位 精细运动 巨大肌张力
3.运动单位的特点 运动神经纤维 骨骼肌纤维 一块肌肉多个运动N元支配 有交叉分布,张力均匀
二、中枢对姿势的调节 (一)脊髓的调节功能 (二)脑干对肌紧张和姿势的调节 (三)大脑皮层对姿势的调节
(一)脊髓的调节功能 1.脊动物 脊髓与高位中枢离断的动物 C5以下,呼吸
2.脊休克(spinal shock) (1)定义: 人和动物的脊髓与高位中枢离断 反射活动能力暂时丧失 进入无反应状态
(2)脊休克的表现 1)躯体反射消失,肌紧张性 2)内脏反射消失 外周血管扩张,BP 暂时丧失 发汗反射消失,出汗 尿,粪潴留 脊髓反射可逐渐恢复
(3)脊反射的恢复 蛙——几分钟; 犬——数天; 人——数周至数月 进化程度 原始反射先恢复 复杂反射后恢复 内脏反射部分恢复 反射复杂程度
(4)脊休克后的后遗症 1)排便排尿:潴留 失禁 2)屈反射,发汗反射亢进 3)知觉和随意运动永久丧失
(5)脊休克产生的机制 损伤本身？ 脊髓突然失去高位中枢调节
(6)脊休克的恢复 高位中枢 康复： 锻炼伸肌 脊髓 易化 抑制 伸肌反射 屈肌反射
3.屈肌反射和对侧伸肌反射 脊髓 脊髓 - - 屈肌兴奋 伸肌兴奋 伸肌抑制 屈肌抑制 痛刺激
(1)屈肌反射 (flexion reflex) 伤害性刺激 一侧肢体 脊动物 屈肌收缩,伸肌迟缓 意义:有保护作用 1%硫酸
(2)对侧伸肌反射 (crossed extensor reflex) 意义:姿势反射,维持身体平衡 脊髓 屈肌兴奋 伸肌兴奋 伸肌抑制 痛刺激 - 屈肌兴奋 伸肌抑制 伸肌兴奋 屈肌抑制 意义:姿势反射,维持身体平衡
4.牵张反射(stretch reflex) (1)定义:有神经支配的骨骼肌受到外力牵拉时,能反射性引起受牵拉的同一肌肉收缩 感觉N 伸肌 + - 伸肌 运动N 屈肌
牵张反射的反射弧 肌梭 Ia II 脊髓 α运动神经元
(2)感受器:肌梭 肌梭 梭外肌 腱器官 肌腱
(2)感受器:肌梭 长度感受器 Ia II 梭外肌 感受装置 串联 并联 梭内肌 γ-环路 α运动N元 α运动N元 γ运动N元 α运动N元 肌肉拉长时:肌梭 肌肉缩短时:肌梭 γ运动N元 α运动N元 γ-环路 (2)感受器:肌梭 α运动N元 Ia II 梭外肌 感受装置 γ运动N元 串联 并联 梭内肌
γ-环路 α运动N元 γ运动N元 高位中枢 下传冲动
肌梭性质:长度感受器 感觉N元 加负荷 肌梭 运动N元
肌梭性质:长度感受器 肌肉收缩恢复手臂位置 手臂下落牵拉肌肉
肌梭在不同状态下传入N的放电 Ia类传入 梭外肌 梭内肌 肌肉静息时 肌肉拉长时 γ传出增多时 肌肉缩短时
牵张反射的反射弧 γ-环路 肌梭 Ia II 脊髓 γ运动N元 α运动N元
(3)牵张反射的类型 腱反射(tendon reflex) 快速牵拉肌腱时发生的牵张反射 肌紧张(muscle tonus) 缓慢持续牵拉肌腱时发生的牵张反射(重力)
膝反射 膝反射 腱反射 肌紧张 脊髓 大α运动f 肌梭 梭外肌 髌韧带 单突触反射,潜伏期0.7ms L5-S2 胫N 反射 叩击 中枢 神经 C5~7 肌皮N 肱二头肌肌腱 膝反射 髌韧带 L2~4 股N 肘反射 跟腱反射 跟腱 膝反射 L5-S2 胫N 反射 叩击 中枢 神经 C5~7 肌皮N 肱二头肌肌腱 膝反射 髌韧带 L2~4 股N 肘反射 跟腱反射 跟腱 腱反射 高级中枢病变 腱反射 反射弧有损伤 膝反射 单突触反射,潜伏期0.7ms 脊髓 髌韧带 Ia(12~20um) 梭外肌 肌梭 大α运动f 腱反射 肌紧张 刺激: 快速牵拉 缓慢持续 传入N:Ia(12~20um) Ia,II 小α 传出N: 大α 快肌,同步性收缩,有明显动作 慢肌,交替性收缩,无 效应器: 性质: 位相性 紧张性 反射弧: 单突触 多突触 维持姿势 意义: 辅助诊断疾病
(4)牵张反射的特点 Ia(12~20um) 脊髓 大α运动f 肌梭 梭外肌 髌韧带 感受器和效应器在同一块肌肉
(4)牵张反射的特点 感觉N 叩击膑韧带 中枢 + - 股直肌 运动N 伸小腿 半膜肌抑制 交互抑制
(4)牵张反射的特点 屈肌牵拉 伸肌牵拉 伸肌传入 屈肌传入 伸肌兴奋 伸肌抑制 屈肌抑制
(5)腱器官 肌梭 梭外肌 腱器官 肌腱
腱器官性质:张力感受器 Ib 1 3 2 腱器官 4
(5)腱器官 Ib 中间N元 Ia,II 肌梭 腱器官 长度感受器 张力感受器
腱器官:主动收缩敏感 γ-环路 Ib 肌梭 + Ia II 脊髓 - 被动牵拉 γ运动N元 α运动N元
(二)脑干对肌紧张的调节 1.部位:脑干网状结构 易化区和抑制区
猫脑内与肌紧张调节有关的脑区及其下行路径示意图 大脑皮层 尾核 - - 小脑 前庭核 - + + - 网状结构易化区 抑制区
特点: 易化区和抑制区协调活动 不协调表现:去大脑僵直 (decerebrate rigidity)
2.去大脑僵直 (1)定义:中脑上下丘之间切断脑干,抗重力肌肌紧张亢进 四肢伸直坚硬如柱头尾昂起脊柱挺硬 伸肌
(2)去大脑僵直出现的原因 大脑皮层 尾核 - - 小脑 前庭核 - + + - 网状结构易化区 抑制区
(3)去大脑僵直的类型 γ僵直 高位中枢 γ运动N元 γ环路 α运动N元 α僵直 梭外肌 梭内肌
(4)去大脑僵直的机制 牵张反射亢进(γ僵直) 网状脊髓束 γ环路 切断后根僵直消失
(5)人类去大脑僵直 脑干严重受损
三、中枢对躯体运动的调节 (一)大脑皮层运动区和运动传出通路
1.大脑皮层运动区 (1)主要运动区 中央前回 运动前区 3 2 4 6 1
主要运动区的功能特征 1)交叉:延髓锥体 头面部双(舌下N,面N下份单) 2)区域:功能 3)空间定位: 倒立(头部正立)
肢体远端 躯干肢体近端 3 2 4 6 1
(2)运动辅助区 第一感觉区 脑岛 运动辅助区 胼胝体 运动区 第二感觉区 4区前,双侧
(3)其他运动区 3 2 4 6 8 5 7 1 19 18
2.运动传出通路 大脑皮层 内囊 (1)皮层脊髓束 锥体系 延髓 锥体交叉 皮层脊髓侧束 脊髓 皮层脊髓前束 前角α运动元
种系发生古老 种系发生较新 皮层脊髓前束 皮层脊髓侧束 躯干,四肢近端肌肉 四肢远端肌肉 姿势维持粗略运动 精细,技巧运动
(2)皮层脑干束 大脑皮层 内囊 皮层脑干束 脑干核 头面部肌肉 锥体系
(3)协调随意运动的通路 大脑皮层 锥体外系 脊髓 尾核 纹状体 丘脑底核 红核 皮层脊髓前束 黒质 网状脊髓束 前庭脊髓束 顶盖脊髓束 红核脊髓束 皮层脊髓侧束 网状结构 脊髓
(4)运动传出通路受损 上运动N元 大脑皮层 锥体系 锥体外系 脊髓前角α元 下运动N元
柔软性麻痹 痉挛性麻痹 原因: 下运动N元损伤 姿势调节系统 随意运动: 均丧失 麻痹范围: 局限 广泛 肌紧张: 减退,松弛 过强,痉挛 柔软性麻痹 痉挛性麻痹 原因: 下运动N元损伤 姿势调节系统 随意运动: 均丧失 麻痹范围: 局限 广泛 肌紧张: 减退,松弛 过强,痉挛 瘫痪: 软瘫 硬瘫 腱反射: 减弱,消失 增强 肌肉: 萎缩 不萎缩 Babinski’s sign: 阴性 阳性
向上 向下 扇形铺开 Babinski’s sign(-) Babinski’s sign(+) 婴儿,成人深睡或麻醉时,可(+)
(二)基底神经节的运动调节功能 1.基底神经节 新纹状体 尾核 壳核 苍白球 丘脑底核 旧纹状体 黑质 红核
2.与基底神经节损害有关的疾病 舞蹈病 帕金森病(震颤麻痹) 手足徐动症 Parkinson disease
帕金森病 舞蹈病 肌紧张 面部表情呆板 随意运动 动作缓慢,启动难 静止性震颤(手部) 病变部位 黑质 纹状体 黑质DA绝对 机制 纹状体ACh相对 治疗 L-Dopa DA 利血平(耗竭DA) M受体拮抗剂:阿托品
(三)小脑的运动调节功能
蚓部 半球部 前叶 原裂 中间部 外侧部 后叶 皮层小脑 脊髓小脑 后外侧裂 绒球小结叶(前庭小脑)
(三)小脑的运动调节功能 躯干运动 绒球小结叶(古小脑) 肢体运动 旧小脑 新小脑
1.前庭小脑 步基宽 站立不稳 受损表现 闭目难立症 至前庭核 躯体平衡眼球运动 前庭器官 绒球小结叶
2.脊髓小脑 脊髓小脑 脊髓前角内侧 视觉听觉 运动执行 脊髓前角外侧 协调随意运动和调节肌紧张 脊髓三叉
小脑性共济失调 (cerebellar ataxia) (1)技巧运动障碍,动作不协调 指鼻试验(+),轮替运动障碍,步态不稳 (2)意向性震颤 (3)肌张力减退,四肢乏力
3.皮层小脑 参与随意运动的设计和程序编制 皮层小脑 运动皮层 受损:不能做协调的精巧动作 大脑皮层