運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)控制課件1

1、第八章 運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)控制大腦皮層基底神經(jīng)節(jié)小腦運(yùn)動(dòng)中樞皮膚肌肉關(guān)節(jié)前庭感覺傳入信息脊髓（腦）運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元骨骼肌發(fā)動(dòng)隨意運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)姿勢(shì)協(xié)調(diào)肌群活動(dòng)最后公路（final common path）反射性運(yùn)動(dòng)（reflex movement)節(jié)律性運(yùn)動(dòng)(rhythm movement)隨意運(yùn)動(dòng)（voluntary movement) Types of MovementMuscles Smooth muscleCardiac muscleSkeletal muscle = = = 軀體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)自主神經(jīng)系統(tǒng)The Autonomic Nervous System自主神經(jīng)系統(tǒng)The ANS controls yo

2、ur bodys involuntary internal functions.Sympathetic Nervous System 交感神經(jīng)系統(tǒng) (fight or flight mechanism)inc. H.R. and cardiac contractioncoronary vessels dilate increasing B.P. & blood flow 冠狀動(dòng)脈Bronchodilation, inc. metabolic rate & mental capabilitiesglucose is released from the liver into the bloodTh

3、e Autonomic Nervous System自主神經(jīng)系統(tǒng)Parasympathetic Nervous System (housekeeping system)carrys out digestion, urination, & life supportconserves energydecreases blood flowdecreases breathing rate 副交感神經(jīng)系統(tǒng)The Peripheral Nervous System外周神經(jīng)系統(tǒng)The PNS contains 12 pairs of cranial nerves and 31 pairs of spinal

4、 nerves.Sensory neurons enter the spinal cord through the dorsal root(背根).mechanoreceptors (touch)thermoreceptors (temperature)nociceptors (pain)chemoreceptors (oxygen, glucose, electrolytes, etc.)kinesthetic receptors (movement in joints, balance, etc.) ie. golgi tendon organsThe Peripheral Nervous

5、 System外周神經(jīng)系統(tǒng)Motor neurons leave the spinal cord through the ventral root(腹根).Create muscle contractionCreate muscle inhibition肌肉的分類: 伸肌&曲肌按部位分類：中軸?。褐滠|干，維持姿勢(shì)近側(cè)?。褐浼?、肘、髖、膝；運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)側(cè)?。菏?、腳、手指、腳趾；精細(xì)動(dòng)作脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元釋放的神經(jīng)遞質(zhì)都是ACh第一節(jié) 運(yùn)動(dòng)單位與運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元庫1、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元：支配梭外肌。大的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元 - 快??；小的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元 - 慢肌。2、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元：支配梭內(nèi)肌，調(diào)節(jié)肌梭的敏感性。3、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元：體積較

6、大，對(duì)梭內(nèi)、外肌都有支配。 - 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的輸入肌梭：通過背根，傳遞本體感覺；反饋調(diào)節(jié)高位運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元：腦干和運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)；隨意運(yùn)動(dòng)脊髓中間神經(jīng)元：興奮性/抑制性，脊髓反射。 Motor unit: 一個(gè)脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元或腦干運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元及其支配的全部肌纖維所構(gòu)成的一個(gè)功能單位。一 運(yùn)動(dòng)單位(Motor unit)（二）運(yùn)動(dòng)單位：一個(gè)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元及所支配的全部肌纖維。運(yùn)動(dòng)單位的大小決定于神經(jīng)元末梢分支數(shù)目的多少。分支少 - 利于做精細(xì)運(yùn)動(dòng)。分支多 - 利于產(chǎn)生巨大的肌張力。 不同運(yùn)動(dòng)單位的肌纖維交叉分布產(chǎn)生均勻的張力Excitation contraction coupling 運(yùn)動(dòng)單位的分類快運(yùn)動(dòng)單位慢

7、運(yùn)動(dòng)單位Skeletal Muscle Fiber Typesinnervating nerve is primary determinant of fiber typemotor units composed of homogenous fibersall human muscles contain mixture of three general fiber typesslow twitch (ST, oxidative, red, Type I)fast twitch (FTa, fast-oxidative, white, Type IIa)fast twitch (FTb, glyc

8、olytic, white, Type IIb)Skeletal Muscle Fiber typesHistochemical staining for myosin ATPase shows the 3 types of fibersType I (slow oxidative) are darkest.Type IIa (fast oxidative ) are lightestType IIb (fast glycolytic) are intermediate in staining.慢收縮抗疲勞型： 快收縮易疲勞型：快收縮抗疲勞型：小型的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，收縮力較弱，維持時(shí)間較長(zhǎng)，不易疲

9、勞大型的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，收縮力強(qiáng)，維持時(shí)間短，易疲勞大型的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，收縮力較強(qiáng)，不易疲勞二、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元庫(motoneuro pool) 支配某一特定肌肉的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元集結(jié)成群。是腦干和脊髓的運(yùn)動(dòng)核又名運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元池運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元庫以兩種方式?jīng)Q定肌肉的收縮力： 神經(jīng)元募集現(xiàn)象 大小原則單收縮 復(fù)合收縮 強(qiáng)直收縮 1、單個(gè)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元放電頻率2、庫內(nèi)放電的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元數(shù)目 募集現(xiàn)象的大小原則向運(yùn)動(dòng)池的運(yùn)輸 神經(jīng)元與肌肉興奮的順序與神經(jīng)元的大小成反比：當(dāng)受到抑制時(shí)，與運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的大小成正比。Recruitment of MusclesAffected by gait, speed, and duration o

10、f exercisechange gait(步法) use different muscleschange speed recruit more fibers for increases forceControlled by nervous systemfibers vary in their sensitivity to impulsewalkmostly ST fibersonly 10% of total fibers neededTrot(小跑)ST and FTatrot about 30 - 50 % fibers recruitedcanter (慢跑)more FTb fibe

11、rs recruitedgallop 飛奔(full out) 100 % fibers recruited三、運(yùn)動(dòng)單位紊亂 發(fā)生在三個(gè)不同水平運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元水平 肌肉退行型萎縮 接頭前因素神經(jīng)肌肉接頭水平 肌無力癥 接頭后因素肌肉水平 肌營(yíng)養(yǎng)不良 外周神經(jīng)損傷損傷病變影響Ca2+內(nèi)流（Mg2+） 阻斷遞質(zhì)釋放（肉毒素）遞質(zhì)耗竭（ 黑寡婦蜘蛛毒）接頭前因素接頭后因素競(jìng)爭(zhēng)性抑制（箭毒，-銀環(huán)蛇毒）去極化性抑制膽堿脂酶的活性（有機(jī)磷）第二節(jié) 運(yùn)動(dòng)反射一、反射的特性1、概念2、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)多突觸反射雙突觸反射單突觸反射3、反射時(shí)程(reflex latency) 反射延擱4、反射的可塑性 習(xí)慣化(habit

12、uation)：反復(fù)應(yīng)用無傷害性刺激 可使反射減弱 敏感化(sensitization)：反復(fù)應(yīng)用傷害性刺激 可使反射增強(qiáng) 定義：骨骼肌受到外力牽拉時(shí)引起受牽拉的同一肌肉收縮的反射活動(dòng)。 意義：使肌肉保持一定的收縮狀態(tài)，維持機(jī)體的一定姿勢(shì)；協(xié)調(diào)隨意運(yùn)動(dòng)，維持肌肉張力。二、肌梭反射(muscle spindle reflex)牽張反射（Stretch Reflex）或肌伸張反射（myotatic reflex)A、腱反射（Tendon Reflex）：(位相性牽張反射） 定義：快速牽拉肌腱時(shí)發(fā)生的牽張反射；快速叩擊肌腱引起 肌肉收縮。特點(diǎn)：腱反射是單突觸反射， 其反射時(shí)很短，耗時(shí)約0.7ms。意

13、義： 了解神經(jīng)系統(tǒng)的某些功能狀態(tài)。若腱反射減弱或消失，常提示反射弧的某個(gè)部分有損傷；若腱反射亢進(jìn)，說明控制脊髓的高級(jí)中樞的作用減弱。膝腱反射牽張反射類型膝跳反射B、肌緊張（Muscle Tonus）：(緊張性牽張反射） 概念：緩慢持續(xù)牽拉引起肌肉抵抗性持續(xù)收縮。 特點(diǎn)： 肌緊張屬于多突觸反射。 無明顯的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，骨骼肌處于持續(xù)地輕微 的收縮狀態(tài)。牽張反射類型 意義： 對(duì)抗肌肉的牽拉 以維持身體的姿勢(shì)， 是一切軀體運(yùn)動(dòng)的 基礎(chǔ)。 感受器:肌梭，位于梭內(nèi)肌，感受肌肉長(zhǎng)度變化或牽拉刺激。傳入N:a類纖維和類纖維傳出N：梭內(nèi)肌和梭外肌 牽張反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)-反射弧中樞：脊髓和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元纖維和纖維效應(yīng)器:

14、梭內(nèi)肌纖維梭外肌纖維梭內(nèi)?。焊惺懿课恢虚g部(a，）收縮部位兩端（神經(jīng)元）梭內(nèi)肌：核袋纖維核鏈纖維II類纖維花枝狀I(lǐng)a類纖維螺旋狀運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元Gamma-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元1運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元（動(dòng)態(tài)型） -核袋纖維b12運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元（靜態(tài)型） -核袋纖維b2和 核鏈纖維C型動(dòng)態(tài)反應(yīng)靜態(tài)反應(yīng) 反肌伸長(zhǎng)反射（反牽張反射）： 概念：牽拉肌肉引起牽張反射，引致腱器官傳入沖動(dòng)增多，導(dǎo)致支配被牽拉肌肉的運(yùn)動(dòng)N元抑制，使?fàn)繌埛瓷涫艿揭种频姆瓷浞Q為反牽張反射(inverse stretch reflex)。 意義：防止被牽拉肌肉受到損傷。反牽張反射的回路構(gòu)成腱器官：分布于肌腱膠原纖維之中，為肌肉張力變化感受器，等長(zhǎng)收縮時(shí)受到的刺激

15、最強(qiáng)。傳入沖動(dòng)抑制運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。 牽張反射和反牽張反射 梭外肌與肌梭呈并聯(lián)關(guān)系， 梭外肌與腱器官呈串聯(lián)關(guān)系； 肌梭感受肌肉的長(zhǎng)度變化(長(zhǎng)度感受器)， 腱器官感受肌肉的張力變化(張力感受器)； 腱器官對(duì)被動(dòng)牽拉不敏感，而對(duì)肌肉的主動(dòng) 收縮異常敏感。當(dāng)肌肉受到牽拉時(shí)，首先興 奮肌梭而發(fā)動(dòng)牽張反射，引致受牽拉肌肉收 縮，導(dǎo)致腱器官興奮而發(fā)動(dòng)反牽張反射。第三節(jié) 脊髓運(yùn)動(dòng)功能 一脊髓運(yùn)動(dòng)功能成分 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的不均勻分布如C3T1支配手臂，則腹角膨大屈肌反射具有保護(hù)性意義，但不屬于姿勢(shì)反射Flexor reflex（一） 曲肌反射對(duì)側(cè)伸肌反射（交叉伸肌反射） Crossed extensor reflex伸

16、伸Crossed Extensor Reflex屈肌中間神經(jīng)元（半個(gè)中心）伸肌中間神經(jīng)元（半個(gè)中心）（二）中樞模式發(fā)生器 (central patter generator,CPG)CPG是基本的節(jié)律運(yùn)動(dòng)中樞 不需要外周傳入信息，也不需要反射活動(dòng)參與，僅在脊髓中間神經(jīng)元之間構(gòu)成局部網(wǎng)絡(luò)，以相互抑制回路協(xié)調(diào)著一些節(jié)律性運(yùn)動(dòng)。中腦運(yùn)動(dòng)區(qū)延髓網(wǎng)狀核網(wǎng)狀脊髓束半個(gè)中心脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元伸肌 屈肌 EILLI CPG主要是通過NMDA（N-甲基-D-天門冬氨酸）受體激活而引起一個(gè)長(zhǎng)時(shí)程去極化平臺(tái)，觸發(fā)迅速放電產(chǎn)生一個(gè)大的振蕩。 二、脊髓運(yùn)動(dòng)功能的抑制作用 突觸前抑制(postsynaptic inhibition) 交互性抑制 突觸后抑制 (reciprocal inhibition(presynaptic inhibition) 回返性抑制 (recurrent inhibition) 結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：是抑制性中間神經(jīng)元 機(jī)制： 興奮沖動(dòng)抑制性中間N元釋放抑制性遞質(zhì)突觸后N元產(chǎn)生IPSP突觸后N元發(fā)生抑制（一）突觸后抑制: 突觸前軸突末梢的AP突觸小泡中抑制性遞質(zhì)釋放遞質(zhì)與突觸后膜受體結(jié)合突觸后