運動的控制醫(yī)學課件

2023/8/23生理心理學1運動的控制2023/8/3生理心理學1運動的控制2023/8/23生理心理學2肌肉和運動單位一、概論1、人和其他動物的行為都是由運動組成。2、名詞解釋：運動：含義較廣，全身的運動，每條肌肉的收縮。動作：指有秩序的多個肌肉群的活動組成的運動。行為：比較抽象，可以指一個動作，也可以指一系列的動作，而且它還有一定的目的、意義。3、人所有動作都是神經(jīng)控制的肌肉群的收縮模式的產物。2023/8/3生理心理學2肌肉和運動單位一、概論2023/8/23生理心理學3肌肉和運動單位二、肌肉肌肉在接收神經(jīng)信號后產生收縮或舒張，肌肉的活動產生力，作用于身體的有關部位而產生運動。肌肉是最主要的運動器官。每一個肌肉只能向一個方向收縮，向兩個不同方向運動時，需要兩組作用相反的肌肉，稱為拮抗肌。2023/8/3生理心理學3肌肉和運動單位二、肌肉2023/8/23生理心理學4肌肉和運動單位1、肌纖維的組成A．平滑?。簝扰K器官B．心肌：心臟C：骨骼?。很|體骨骼肌纖維：慢肌纖維：含大量肌紅蛋白，血管豐富，受直接刺激時產生較慢的收縮，而且不易疲勞。快肌纖維：被刺激時，產生快的收縮，易疲勞，主要用于產生強烈但保持時間不長的收縮。另一類肌纖維的特性介于兩者之間。2023/8/3生理心理學4肌肉和運動單位1、肌纖維的組成2023/8/23生理心理學5第一節(jié)肌肉和運動單位2、感受器肌肉內的感受器提供有關肌肉的長度、張力及其變化的信息。A．肌梭感受器：呈梭形，位于肌纖維之間，肌梭內有兩種感受器，初級感受末梢和次級感受末梢。初級感受末梢主要檢測肌肉的長度變化速率，次級感受末梢主要檢測肌肉的長度。肌肉牽拉時，肌肉的長度不斷變化，初級感受末梢的放電頻率顯著增加，牽拉速度越快，放電頻率也越高。當肌肉維持在被拉長的新長度時，初級感受末梢的放電減少，而次級感受末梢的放電仍維持于較高的水平。2023/8/3生理心理學5第一節(jié)肌肉和運動單位2、感受器2023/8/23生理心理學6第一節(jié)肌肉和運動單位B．高爾基腱器位于肌肉與肌腱之間。當肌肉主動收縮時，腱器放電增多，而肌梭的放電減少或停止。主要檢測肌肉的張力。2023/8/3生理心理學6第一節(jié)肌肉和運動單位B．高爾基2023/8/23生理心理學7第一節(jié)肌肉和運動單位3、神經(jīng)肌肉接頭指在運動神經(jīng)纖維與肌纖維連接之處，突觸遞質為乙酰膽堿。2023/8/3生理心理學7第一節(jié)肌肉和運動單位3、神經(jīng)肌2023/8/23生理心理學8第一節(jié)肌肉和運動單位三、運動單位和脊髓反射運動單位：是指一個運動神經(jīng)元與它們所支配的全部肌纖維。脊髓反射：是指在脊髓水平上機體對刺激外周感受器所產生的反應。2023/8/3生理心理學8第一節(jié)肌肉和運動單位三、運動單2023/8/23生理心理學9第一節(jié)肌肉和運動單位1、運動系統(tǒng)的雙重目的：運動和穩(wěn)定舉例：眼球運動A．快速跳動的眼運動：快速掃視，眼球的運動幅度變化最大，是人體最快的運動。B．平穩(wěn)的跟蹤運動：轉動的方向和速度與目標的運動一致，運動平穩(wěn)。2023/8/3生理心理學9第一節(jié)肌肉和運動單位1、運動系2023/8/23生理心理學10第一節(jié)肌肉和運動單位2、拋射式的和連續(xù)的運動控制拋射式的運動是快速的，它的軌道是剎那間的暴發(fā)力決定的，射發(fā)后不能改變。連續(xù)運動是整個運動過程中都不斷受到矯正的運動。2023/8/3生理心理學10第一節(jié)肌肉和運動單位2、拋射2023/8/23生理心理學11第一節(jié)肌肉和運動單位3、中樞程序和周緣策動的概念是和反射性質的運動概念相對立的，在正常情況下日常活動過程中，既有中樞程序，也有周緣控制的運動。舉例：吞咽運動。2023/8/3生理心理學11第一節(jié)肌肉和運動單位3、中樞2023/8/23生理心理學12第一節(jié)肌肉和運動單位4、反饋和前饋的控制反饋就是輸出所產生的后果，反作用于接受系統(tǒng)。舉例：肌肉運動2023/8/3生理心理學12第一節(jié)肌肉和運動單位4、反饋2023/8/23生理心理學13第一節(jié)肌肉和運動單位

開線路的系統(tǒng)中，控制器只根據(jù)某種傳入信息（如前庭器的傳入）一次決定它的輸出，而不受輸出所控制的肌肉的反饋影響，因此也稱為前饋的控制。前饋一詞也包含著這樣的意思，即如在每一次出現(xiàn)前庭動眼反射時都有一個控制的記錄，記住這一反射活動模式的后果。2023/8/3生理心理學13第一節(jié)肌肉和運動單位2023/8/23生理心理學14第二節(jié)運動的各種控制機制一、脊髓對運動的控制1、1947年，謝靈頓研究脊髓的運動系統(tǒng)2、脊髓動物：A．搔反射：是由中樞程序控制的。在搔癢時，脊髓中的搔動作模式的發(fā)生器送出信號，經(jīng)脊髓小腦腹束到達小腦，小腦根據(jù)這種信號發(fā)出調節(jié)性的指令給前庭核，這一整套程序，在沒有傳入信號的情況下，都是通過脊髓內在的神經(jīng)連接來調理的。B．行走：是中樞程序化的循環(huán)控制；脊髓內在的機器和周緣感覺輸入的交互作用。2023/8/3生理心理學14第二節(jié)運動的各種控制機制一、2023/8/23生理心理學15第二節(jié)運動的各種控制機制3、孤立的脊髓不能實現(xiàn)完整的行為，它的主要工作只是控制兩腿的伸肌和屈肌的循環(huán)的抑制，做簡單的擺動動作，當然也能利用直接傳入脊髓的信息及時地改變伸肌或屈肌的收縮程度和它們的調整活動模式。2023/8/3生理心理學15第二節(jié)運動的各種控制機制3、2023/8/23生理心理學16第二節(jié)運動的各種控制機制二、超脊髓的控制一個健全人的一切行動都涉及大腦皮質、小腦、基底神經(jīng)節(jié)和脊髓的交互作用。1、腦的活動和運動的時間關系實驗發(fā)現(xiàn)，運動皮質細胞的放電比肌肉收縮約早60ms，另外，基底神經(jīng)節(jié)、小腦、丘腦腹外側核的細胞放電都在動作出現(xiàn)前放電。2023/8/3生理心理學16第二節(jié)運動的各種控制機制二、2023/8/23生理心理學17第二節(jié)運動的各種控制機制2、小腦運動系統(tǒng)的控制機制小腦皮質經(jīng)普肯野氏細胞的軸突傳出的神經(jīng)沖動都是抑制性的，小腦皮質功能完全像是煞車，是通過抑制和去抑制。2023/8/3生理心理學17第二節(jié)運動的各種控制機制2、2023/8/23生理心理學18第二節(jié)運動的各種控制機制3、基底神經(jīng)節(jié)的控制機制基底神經(jīng)節(jié)操作后，病人似乎失去了關于他自己的動作的內在模型和程序，因此不能自發(fā)地產生運動和預見性地去控制它。2023/8/3生理心理學18第二節(jié)運動的各種控制機制3、2023/8/23生理心理學19第二節(jié)運動的各種控制機制三、運動的可塑性：學習的和有意的動作1、前庭動眼反射的可塑性及其機制舉例證明小腦在運動技能學習中是一個極重要的結構2、運動的學習3、中樞預制程序和動作的控制2023/8/3生理心理學19第二節(jié)運動的各種控制機制三、2023/8/23生理心理學20第二節(jié)運動的各種控制機制四、運動皮質中的反射活動和意向活動的比較反射性活動：潛伏期短，是皮質神經(jīng)元對皮質、肌肉或關節(jié)感受器輸入的信號的反應。意向性活動：潛伏期長，中樞程序決定，還要學習。兩者涉及的輸入和輸出的線路是很不相同的。2023/8/3生理心理學20第二節(jié)運動的各種控制機制四、2023/8/23生理心理學21第二節(jié)運動的各種控制機制隨意運動的神經(jīng)組織的模型：一種方式是從一開始腦就給脊髓的運動神經(jīng)元的完備的指令。另一種方式是預先的計劃不十分完備，在執(zhí)行中由各個腦區(qū)發(fā)揮不同的作用，即所謂的功能分工，某一腦區(qū)在一定的時間專門給身體的某部一個運動的命令。2023/8/3生理心理學21第二節(jié)運動的各種控制機制隨意2023/8/23生理心理學22第二節(jié)運動的各種控制機制大腦皮質的運動區(qū)的作用是根據(jù)肌肉、關節(jié)和皮膚感受器反射的信息不斷地衡量運動的情況，給腦提供有運動后果的信息，以便及時地修改運動的指令2023/8/3生理心理學22第二節(jié)運動的各種控制機制大腦2023/8/23生理心理學23第三節(jié)運動的腦機制一、大腦對運動的控制運動控制的最高水平是大腦皮層運動區(qū)。皮層脊髓束（錐體束）→內囊→中腦腹側→在延髓集合成錐體→大部分纖維交叉到對側→外側皮層脊髓束→脊髓的背外側→脊髓運動神經(jīng)元→控制對側肢體的隨意運動

皮層脊髓束（錐體束）→內囊→中腦腹側→在延髓集合成錐體→少量不交叉→腹側皮層脊髓束→脊髓腹側→投射雙側，支配軀干中線肌肉的運動神經(jīng)元皮層延髓束→腦干的腦神經(jīng)運動核→控制面部的肌肉運動2023/8/3生理心理學23第三節(jié)運動的腦機制一、大腦2023/8/23生理心理學24第三節(jié)運動的腦機制1、初級運動皮層刺激中央溝的前面皮層引起特異運動，且刺激的閾值最低，這個區(qū)域稱為初級運動皮層。運動皮層的分布雖然有軀體定位規(guī)律，但不是簡單的點對點的圖譜。2023/8/3生理心理學24第三節(jié)運動的腦機制1、初級2023/8/23生理心理學25第三節(jié)運動的腦機制2、初級運動皮層附近的運動區(qū)域這些區(qū)域以不同的方式影響運動的控制，稱為次級運動區(qū)。A．前運動區(qū)和輔助運動區(qū)通過額橋小腦束等皮層下的環(huán)路聯(lián)系。在運動的計劃過程中前運動區(qū)、輔助運動區(qū)和前額葉皮質，非常活躍，在運動的準備過程中也很活躍，而在運動本身發(fā)生時興奮性下降。前額葉損害可以出現(xiàn)主動性喪失以及人格變化等。2023/8/3生理心理學25第三節(jié)運動的腦機制2、初級2023/8/23生理心理學26第三節(jié)運動的腦機制B．后頂葉皮層左側后頂葉皮層與語言文字信息加工有關，右側后頂葉皮層與空間位置信息有關。頂后葉損傷的患者能夠精確地描述他所見之物，包括物體的大小形狀和棱角，也能夠走向聲音來源的方向，但是不能走向他所見之物的方向或伸出手去抓它。面枕葉皮質受損的患者，不能描述物體大小，形狀或位置，但能夠伸手去撿起它，行走時能夠跨過這些物體或圍著它轉圈。2023/8/3生理心理學26第三節(jié)運動的腦機制B．后頂2023/8/23生理心理學27第三節(jié)運動的腦機制二、腦干對運動的控制腦干在運動控制中是最低級脊髓以上的中樞。1、脊側束又稱錐體束：起源于大腦皮層，經(jīng)腦干后交叉到對側的脊髓，控制肢體運動。2、腹側中間束：包括許多來自運動區(qū)、輔助運動區(qū)以及其他部位的纖維。2023/8/3生理心理學27第三節(jié)運動的腦機制二、腦干2023/8/23生理心理學28第三節(jié)運動的腦機制A．網(wǎng)狀結構脊髓束：是控制軀體運動和姿勢的重要中樞。網(wǎng)狀結構：是腦干中央部的神經(jīng)細胞和神經(jīng)纖維的集合區(qū)，它接受來自脊髓、皮層基底帶和小腦的投射。B．前庭脊髓束：來源于前庭核的纖維投射到眼外肌的脊髓，同時還接受來自小腦、網(wǎng)狀結構、皮層視中樞等投身纖維，成為控制眼肌運動的重要中樞。主要控制頸部、肩部和軀干的運動，這些運動都是雙側的，受損影響行走、轉身等動作2023/8/3生理心理學28第三節(jié)運動的腦機制A．網(wǎng)狀2023/8/23生理心理學29第三節(jié)運動的腦機制三、小腦在運動中的功能其主要作用是維持軀體平衡，調節(jié)肌肉張力和協(xié)調隨意運動。另外，小腦在技巧性運動的獲得和建立過程中發(fā)揮運動學習的作用。1、小腦的內部結構及纖維聯(lián)系小腦皮層分三層：分子層，普肯耶細胞層，顆粒層2023/8/3生理心理學29第三節(jié)運動的腦機制三、小腦2023/8/23生理心理學30第三節(jié)運動的腦機制A．小腦的傳入纖維：前庭、脊髓及大腦皮層B．普肯耶細胞：是小腦皮層神經(jīng)元環(huán)路的核心，它的軸突構成小腦皮層的唯一傳出途徑，它是一個抑制性神經(jīng)元，通過軸突末梢釋放遞質GABA，強烈抑制小腦深核和前庭核的活動。C．平行纖維：是顆粒細胞的軸突，是一組相互平行的神經(jīng)纖維，它是唯一的興奮性神經(jīng)元。2023/8/3生理心理學30第三節(jié)運動的腦機制A．小腦2023/8/23生理心理學31第三節(jié)運動的腦機制D．小腦皮層的細胞構筑和排列方式：普肯耶細胞層是單層的大細胞胞體逐個排列而成的平面，平行纖維垂傳行其間，與普肯耶細胞的樹突分支形成興奮性突觸。E．神經(jīng)沖動的傳導：傳入的興奮沖動通過平行纖維逐個引起普肯耶細胞興奮，第一個普肯耶細胞發(fā)出抑制性沖動，到小腦深核和腦干腹側核。F．小腦的傳出纖維：主要發(fā)自齒狀核，大部分上行止于丘腦的腹側核。2023/8/3生理心理學31第三節(jié)運動的腦機制D．小腦2023/8/23生理心理學32第三節(jié)運動的腦機制2、小腦的運動控制功能按照功能和進化的不同，把小腦分為三個主要的功能部分：A．前庭小腦（又稱古小腦）：主要由絨球小葉構成，主要控制軀體的平衡和眼球運動。B．脊髓小腦（又稱舊小腦）：位于小腦蚓部，接受脊髓傳入纖維，并傳出纖維到腦干和大腦皮層。功能是利用外周感覺反饋信息控制肌肉的張力和調節(jié)進行中的運動。受損時，共濟失調，辨距不明，意向性震顫等。2023/8/3生理心理學32第三節(jié)運動的腦機制2、小腦2023/8/23生理心理學33第三節(jié)運動的腦機制C．皮層性小腦（又稱新小腦）：指小腦半腦的外側區(qū)，接受大腦皮層各區(qū)的輸入，傳出到大腦皮層的運動區(qū)及前區(qū)，主要參與隨意運動的發(fā)起和計劃，另一個重要作用為運動定時。損傷時，臨床速度和節(jié)奏的紊亂，也不能判斷兩個