第10章神经系统(第三节).ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第四节 神经系统对姿势和运动的调节,反射性运动,reflex movement,随意运动,autocinesis,节律性运动,rhythmic movement,姿势,posture,一、,运动传出的最后公路,脊髓运动神经元与运动单位,脊髓前角运动神经元,、运动神经元,(motor neuron),脑运动神经元,末梢释放,acetylcholine,最后公路,(final common path),运动神经元、脑运动神经元,脊髓是完成躯体运动最基本的反射中枢。,脊 髓 前 角 运 动 N 元,皮层等高位中枢的下传信息,皮肤、肌肉、关节等传入信息,骨 骼 肌 纤 维,牵 张 反 射,最后公路,1.脊髓前角运动N元是躯体运动反射的,最后公路,。,2.一个运动N元及其所支配的全部肌纤维所组成的功能单位称为,运动单位,。,1、运动神经元：,支配梭外肌,，有两种体积不同的类型：大的运动神经元-快肌；小的运动神经元-慢肌,2、运动单位：,运动单位,(motor unit),：一个运动神经元及所支配的全部肌纤维。,运动单位的大小决定于神经元末梢分支数目的多少。,分支少-利于做精细运动，如眼外肌，只有6 12根肌纤维；,分支多-利于产生巨大的肌张力。,产生随意运动,调节姿势 随意运动的基础,协调各肌群的活动 运动协调和准确（指令、反馈、比较）,运动神经元和,脑运动神经元,产生的作用,(The effect of,&,brain motor neuron,),二、,姿势的中枢调节,姿势调节系统(posture regulating system),功能,姿势调节,通过姿势反射(postural reflex)维持身体直立、平衡的位置，为随意运动提供一种姿势背景,（一）脊髓的调节功能,脊休克,(spinal shock),脊动物：脊髓与高位中枢离断的动物。,脊休克,：,与高位中枢离断的脊髓,在手术后暂时丧失反射活动的能力,进入无反应状态,这种现象称为脊休克。,随意运动、知觉永久丧失,反射可恢复,表现：,横断面以下脊髓所支配的骨骼肌紧张性减弱甚至消失，外周血管扩张，血压降低，出汗被抑制，直肠和膀胱中粪、尿潴留等。,说明动物躯体与内脏反射活动均减退以至消失。,脊反射恢复:时间,动物种类,反射种类,机制：离断的脊髓突然失去了高位中枢的调节，主要是失去从大脑皮层到低位脑干（如前庭核、脑干网状结构等)的下行纤维对脊髓的控制作用。并非损伤所致。,脊休克的恢复说明脊髓可以完成某些简单的反射活动,2.脊髓对,姿势,的,调节,姿势反射,(1)对侧伸肌反射(crossed extensor reflex)屈肌反射(flexor reflex)具有保护性作用,(2)牵张反射(stretch reflex),(3)节间反射(intersegmental reflex),搔爬反射(scratching reflex),屈肌反射,（,flexion reflex）,(1)屈肌反射与对侧伸肌反射,概念,：当肢体皮肤受到伤害刺激时，引起受刺激一侧肢体的屈肌收缩、伸肌舒张，使其屈曲的反射。,意义,：屈反射使肢体离开伤害性刺激，具有保护性意义。,对侧伸肌反射,（,crossedextensor reflex）,概念,：如果受到伤害性刺激较强时，则受刺激一侧肢体屈曲的同时，对侧肢体出现伸直的反射活动。,意义,：对侧肢体的伸直，防止歪倒，以维持身体姿势的平衡。,刺激强度低 只产生,屈肌反射,（flexion reflex）,。,刺激强度高,产生屈曲运动同时、对侧伸直，以维持姿势，称为,对侧伸肌反射,（crossedextensor reflex）,。是一种姿势调节反射。,意义,：主要保持身体平衡。,牵张反射,牵张反射,(stretch reflex),是指有神经支配的骨骼肌在受到外力的牵拉时能引起受牵拉的同一肌肉收缩的反射活动。,包括腱反射,(tendon reflex),和肌紧张,(muscle tonus),。,反射弧(reflex arc)：,感受器：肌梭(muscle spindle),传入与传出：I,a,、II类纤维;,、纤维,中枢与效应器：,运动神经元;,梭外肌,特点：,感受器,和,效应器,在同一肌肉,1、牵张反射的类型,腱反射,(tendon reflex),：,定义：,是指快速牵拉肌腱时发生的牵张反射。,如：膝反射,特点：,反应迅速 快肌；单突触；位相性,生理意义：有利于了解中枢神经系统的功能。,肌紧张,(muscle tonus),：,定义：是指缓慢持续牵拉肌腱时发生的牵张反射,其表现为受牵拉的肌肉发生紧张性收缩,阻止被拉长。,如：重力作用于关节。,特点：缓慢持续牵拉肌腱引起，多突触反射,慢肌纤维成分持久、交替性的收缩。肌紧张能持久地进行而不易发生疲劳。,生理意义：肌紧张是维持躯体姿势最基本的反射活动,是姿势反射的基础。维持身体的姿势。,2、牵张反射的机制,肌梭,(muscle spindle),：,牵张反射的感受器，,有效刺激是牵拉，是一种长度感受器,。神经元提高其敏感性。神经元降低其敏感性。,传入冲动兴奋神经元,。,梭外肌：,梭内肌：,与肌梭呈并联关系。,与肌梭呈串联关系。,螺旋末梢：,N元支配,N元支配,花枝末梢：,是牵张反射的感受,装置，兴奋由Ia类N纤维传入。,可能与本体感觉有关，兴奋由类N纤维传入。,结构特点,：,机能特点,：,传入冲动,肌梭兴奋性,肌梭张力,梭外肌收缩,N元兴奋,传入冲动,肌梭敏感性,、,兴奋性,牵拉肌梭环旋末梢,梭内肌收缩,N元兴奋,传入冲动,肌梭兴奋性,肌梭张力,梭外肌拉长,叩击肌腱,N元兴奋梭内肌收缩维持和增加肌梭的传入冲动使梭外肌维持于持续缩短的状态，以保证牵张反射的强度。,N元兴奋梭外肌收缩对抗牵拉刺激。,肌梭与梭外肌（运动神经元）并联，与梭内肌（运动神经元）串联。,牵张反射的过程：,梭外肌,梭内肌,肌梭感觉传入纤维,传出纤维,传出纤维,膝反射弧,：,叩击肌腱,肌肉受到牵拉刺激,肌梭兴奋性,I,a,类和类,N纤维传入,运动元兴奋,梭外肌收缩,环路,刺激传出纤维并不能直接引起肌肉的收缩,因为梭内肌收缩的强度不足以使整块肌肉缩短,但是,传出纤维的活动使梭内肌的收缩,从而提高肌梭内感受装置的敏感性，并引起a类传入纤维传入冲动增加,再导致运动神经元兴奋，使梭外肌收缩。这一反射途径称为,环路,。,运动神经元可调节肌梭的敏感性。,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,路,环路,环路的意义：使肌肉维持于缩短状态。,脑干某些中枢调节肌紧张是通过兴奋,环路路实现的。,腱器官：,分布于肌腱胶原纤维之中，等长收缩时受到的刺激最强，为,肌肉张力变化感受器,。,传入冲动抑制运动神经元。,腱器官与梭外肌（运动神经元）串联。,腱器官(tendon organ),与肌梭的比较,肌梭,腱器官,与梭外肌,并联,串联,传入纤维,I,a,、II,I,b,等长收缩时,传入冲动不变,传入冲动增加,等张收缩时,传入冲动减少,传入冲动不变,被动受牵拉时,传入冲动增加,传入冲动增加,阈值高但先兴奋,阈值低但后兴奋,感受,肌肉长度变化,肌肉张力变化,对,运动神经元,起兴奋作用,起抑制作用,意义,发动牵张反射,避免肌肉拉伤,牵张反射总体过程：,一般认为,当肌肉受到牵拉时,首先兴奋肌梭而发动牵张反射,引致受牵拉的肌肉收缩;当牵拉力量进一步加大时,则可兴奋腱器官,使牵张反射受到抑制,这样可避免被牵拉的肌肉受到损伤。,（四）节间反射,节间反射,:指,脊动物,在反射恢复的后期,，脊髓某节段N元发出的轴突与临近上下节段的N元发生联系，通过上下节段之间N元的协同活动所进行的一种反射活动。,如：刺激脊动物腰背皮肤，可引起后肢发生一系列节奏性搔爬动作，称为搔爬反射。,脑干对肌紧张和姿势的调节,脑干网状结构,抑制肌紧张和肌运动的区域，称为,抑制区,(范围较小,)；,加强肌紧张和肌运动的区域，称为,易化区,(范围较大)。,1、脑干对肌紧张的调节,脑干网状结构抑制区和易化区对肌紧张的调节,抑 制 区,易 化 区,网状结构背外侧部,(包括中脑背盖),网状结构内侧尾部,部 位,前庭核、小脑前叶两侧,(与易化区构成易化系统),大脑皮层运动区、,纹状体、小脑前叶引部,(与抑制区构成抑制系统),上级中枢,下传通路,作 用,特 点,正常情况下活动较强,在肌紧张的平衡调节中占优势,正常情况下活动较弱,网状脊髓束,抑制N元兴奋性,肌梭敏感性,肌紧张和肌运动,网状脊髓束,加强N元兴奋性,肌梭敏感性,肌紧张和肌运动,(二),去大脑僵直,（,decerebrate rigidity,）,上述易化系统和抑制系统对肌紧张的影响，可用去大脑僵直实验加以说明：,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、头尾昂起、脊柱挺硬，称为去大脑僵直。,横断脑干切线,去大脑动物：,在脑干的上下丘之间切断脑干的动物。,（1）特点：,去大脑僵直主要是一种伸肌紧张亢进状态,是一种增强的牵张反射。,（2）机制,：,易化区：,加强伸肌的紧张性和肌运动。,易化区较大，包括延髓网状结构背外侧，脑桥的被盖，中脑的中央灰质及被盖等。,抑制区：,抑制肌紧张性和肌运动,延髓网状结构腹内侧部,。,脑干以外：,机制：,切断了大脑皮层和纹状体等部位与网状结构的联系，,抑制区和易化区之间失衡，易化区占优势的结果。,临床:中脑受压(血肿、肿瘤)、病毒性脑炎,也可出现类似去大脑僵直现象。,是因为,较多的抑制系统被切除,，,特别是来自皮层和纹状体等部位的抑制性联系，造成,脑干网状结构,抑制区和易化区之间的失衡，,易化区的活动明显占优势的结果,。,根据产生的机制可以分为,僵直,和,僵直,经典的去大脑僵直属于僵直,2.脑干对姿势的调节（自学）,(1)状态反射:头部在空间的位置改变以及头部与躯干的相对位置改变时,可以反射性地改变躯体肌肉的紧张性,这种反射称为状态反射(attitudinal reflex)。,(2)翻正反射:,翻正反射:正常动物可保持站立姿势,如将其推倒则可翻正过来,这种反射称为翻正反射(righting reflex)。,三、躯体运动的中枢调节,随意运动的产生和协调,运动,学习的过程。,由主观意识支配而产生的骨骼肌运动称为,随意运动,。,起源 大脑皮层联络区；,设计 大脑皮层、基底神经节和小脑外侧部；运动程序的编制与储存 皮层小脑。,最终决定于最后公路,会聚到最后公路的各种神经冲动的作用,引发随意运动,(voluntary movement),调节姿势,(posture),协调不同肌肉的活动,随意运动产生的可能机制,二、运动调节系统的功能,大脑皮层的运动区,1,、,主要运动区：中央前回和运动前区。,特征如下：,交叉支配；,定位分区，大小与精密程度有关；,倒置分布。,2、其他运动区,运动柱,大脑皮层运动区,特征,：,交叉支配:,(除上面部肌受双侧皮层支配外),倒置分布:,(除头面部是正立的外),区域大小与精细程度呈正比:,功能定位精确：,主要运动区,其他运动区,辅助运动区,(纵裂内缘及扣带回),设计运动动作,部位,：中央前回和运动前区,(4区)(6区),功能,：执行随意运动指令,肢体远端肌,肢体近端肌,双侧支配,第二运动区等,(5、6、7、8、18、19区),协调随意运动,主要运动区：中央前回和运动前区。,运动传导通路,1、皮层脊髓束：,支配脊髓前角运动神经元。约80%的纤维在延髓交叉到对侧，走行于脊髓外侧索，贯穿于脊髓全长，形成皮层脊髓侧束。约20%的纤维继续下行，形成皮层脊髓前束，一般只达到胸部。,皮层脊髓侧束：与精细的、技巧的运动有关。,皮层脊髓前束：与姿势的维持和粗大的运动有关。,（不交叉）,2、皮层脑干束：,支配脑神经运动神经元。,3、其他下行通路：,起源于前两者的侧支。,顶盖脊髓束、网状脊髓束和前庭脊髓束，参与近端肌肉有关的粗大运动和姿势调节；红核脊髓束参与四肢远端肌肉有关的精细运动的调节。,4、传统传导路,锥体系：皮层脊髓束和皮层脑干束构成。传导发动随意运动的指令。10-20%为单突触联系，完成精细动作。,锥体外系：泛指锥体系之外的控制脊髓运动神经元的下行通路，包括红核脊髓束、顶盖脊髓束和前庭脊髓束。调节肌紧张，协调肌群运动，维持平衡。,传导通路,皮层脊髓束,皮层脑干束,脊 髓,延髓锥体,内 囊,（4、6、3-1-2、5、7区）,大 脑 皮 层,旁锥体系,皮层起源锥体外系,锥体外系,（运动皮层+感觉皮层）,皮层下中枢,锥体外系,锥体系,锥体系,锥体系与锥体外系功能特点,锥体系,1.对侧支配；,有单突触联系(,占1020);,激活、N元；,对皮层无反馈环路。,2.加强肌紧张；,执行随意运动指令。,锥体外系,1.,双侧支配,皆多单突触联系,激活N元；,对皮层有反馈环路,2.调节肌紧张；,协调随意运动。,随意,运动,的设想,皮层,联络区,基底N节,外侧小脑,运动前区和皮层运动区,小 脑,中间带,运,动,执行,设计,产生和调节随意运动示意图,上、下运动神经元麻痹的区别,类 型 上运动神经元麻痹 下运动神经元麻痹,麻痹特点,硬瘫（痉挛性瘫、中枢性瘫）软瘫（萎缩性瘫、周围性瘫）,损害部位,皮层运动区或锥体束 脊髓前角运动N元或运动神经,麻痹范围,较广泛 常较局限,肌 紧 张,张力过强、痉挛 张力减退、松弛,腱 反 射,增 强 减弱或消失,病理反射,巴彬斯基征阳性 巴彬斯基征阴性,肌 萎 缩,不明显 明 显,注,：,上运动神经元指管理脊髓运动N元的所有上位N元（包括脑干、基底N节、大脑皮层）；,下运动神经元指脊髓和脑干运动N核发出轴突并直接控制骨骼肌活动的运动N元。,属于屈肌反射,因为当剌激加强时还可伴有踝、膝、髋关节的屈曲。,平时脊髓在高位中枢控制下,这一原始的屈肌反射被抑制而不表现出来。,巴宾斯基征阳性。,临床上常用来检查皮层脊髓侧束功能是否正常。,巴宾斯基征,(Babinskis sign),四、基底神经节的功能,（一）结构,旧纹状体：苍白球,纹状体,新纹状体：尾核和壳核,丘脑底核、黑质和红核,（,帕金森病,）,1.新纹状体的功能结构与细胞,斑片-基质结构,中型多棘神经元（medium spiny neuron,MSN）-信息整合、传出神经元，递质为GABA,MSN中GABA+P物质+强啡肽，膜上D1受体，增强直接通路的传出效应,MSN中GABA+脑啡肽，膜上D2受体，抑制间接通路的传出效应,中间神经元,抑制,递质为GABA、Ach,2.,直接通路和间接通路,大脑皮层和基底神经节之间的回路,直接通路(direct pathway)去抑制,当新纹状体活动增加时，丘脑和大脑皮层的兴奋作用,间接通路(indirect pathway)部分抵消直接通路对丘脑和大脑皮层的兴奋作用,功能,对随意运动的产生和稳定、对肌紧张的控制、本体感受传入信息的处理等有关。,与基底神经节有关的疾病,临床表现:,肌紧张增强而运动过少综合症,临床病症：,如震颤麻痹（帕金森氏病）。,主要表现,:全身肌紧张增高、肌肉僵硬、随意运动过少、动作缓慢、面部表情呆板。,静止性震颤是本病的重要特征，震颤多见于上 肢，尤其是手部，静止时出现，情绪激动时增强，随意运动时减少，入睡后停止。,病理研究:,黑质病变，且脑内多巴胺含量明显。,发病机制:,尚不很清楚，目前认为:,机理：,多巴胺能神经元,能神经元,胆碱能神经元,黑质纹状体环路,黑 质,纹状体,(-),(-),(+),发病机制:,黑质受损时,多巴胺递质,对纹状体胆碱能递质系统抑制作用,纹状体胆碱能递质系统功能,肌张力,治疗,方案,:,促进多巴胺合成的药物,(如左旋多巴)或,抗胆碱能药，如（东莨菪碱）,，可,缓解上述症状。,2、运动多，肌紧张降低。,如,舞蹈病和手足徐动症：,病变在新纹状体，由于胆碱能和GABA能神经元功能减退。,肌紧张过低而运动过多综合征,临床病症：,如舞蹈病和手足徐动症等。,病理研究:,纹状体病变，脑内多巴胺含量正常。,主要表现:,肌紧张减低，头部和上肢不自主的舞,蹈样动作。,发病机制:,纹状体病变,胆碱能N元和GABA能N元功能,黑质内多巴胺能N元功能相对亢进,随意运动,治疗方案:,用耗竭多巴胺递质的药物,(如利血平),，,可缓解其症状。,机理：,多巴胺能神经元,能神经元,胆碱能神经元,黑质纹状体环路,黑 质,纹状体,转而改变纹状体中,肌紧张过少而运动过多综合征,肌紧张过少而运动过多综合征,病症,如舞蹈病和手足徐动症等,表现,肌紧张减低，,头部和上肢不自主的舞蹈样动作,病变,纹状体,机制,胆碱能N元功能,和GABA能N元功能,黑质内多巴胺能N元功能相对亢进,随意运动,治疗,耗竭多巴胺递质,的药物(如利血平),抑制,纹状体胆碱能,递质系统作用,肌张力,多巴胺递质,促进多巴胺合成药物,(左旋多巴),阻断乙酰胆碱药物,(阿托品等),黑质,静止性震颤,随意运动，肌紧张,如震颤麻痹,(帕金森氏病),五、小脑的功能,小脑对于,维持姿势,、,调节肌紧张,、,协调和形成随意运动,均有重要作用,1.,小脑的分区与纤维投射,前庭小脑,(,vestibulocerebellum,flocculonodular,lobe),脊髓小脑,(,spinocerebellum,),皮层小脑,(,cerebrocerebellum,neocerebellum,2、小脑的,运动调节,功能,(1),前庭小脑(vestibulocerebellum),结构,：绒球小结叶,与前庭核有关系,前庭器官前庭核绒球小结叶前庭核脊髓运动神经元肌肉,功能：保持身体平衡,控制眼球的运动,损伤表现：站立不稳,(平衡失调综合症),运动病消失,位置性眼震颤(positional nystagmus),脊髓小脑(,spinocerebellum,),结构：前叶,(包括单小叶)后叶中间带(旁中央小叶),功能：调节肌紧张,协调随意运动,前叶蚓部：抑制肌紧张,倒置性安排,前叶两侧部：易化肌紧张(占优势,),倒置,后叶中间带：易化肌紧张,协调随意运动,损伤表现：,肌张力,意向性震颤(,intention),小脑性共济失调(,cerebellar,ataxia),轮替运动不能,皮层小脑(corticocerebellum),结构：后叶外侧部,大脑皮层脑桥核皮层小脑齿状核丘脑外侧腹核大脑皮层,功能：参与形成运动计划和编写运动程序 在精巧运动学习过程中尤其重要,损伤表现：不产生明显症状,