神经生理-运动功能的中枢分析

第四节神经系统对姿势和运动的调节

---简述：中枢神经系统对运动的调节主要是通过大脑皮层运动区、皮质下核团和脑干的下行系统及脊髓这三个水平的神经活动，调节各肌群的相互协调和密切配合来实现的。第四节神经系统对姿势和运动的调节

---简述：每一个运动或动作，不论是有意识的，或是无意识的，都基于由脑及脊髓所指挥的一系列肌肉收缩。其可归结为四个亚系统完成：1.由下运动神经元，即直接支配骨骼肌的、从脊髓或脑干发出的α-运动神经元，及与α-运动神经元发生联系的脊髓中间神经元（可接受直接感觉传入，也可接受上级中枢下传的信息）所组成；第四节神经系统对姿势和运动的调节

---简述：2.胞体位于脑干及大脑皮层的神经元（上运动神经元），它们的轴突下行支配脊髓灰质的中间神经元或α-运动神经元，起调节随意运动的作用；3.受小脑的控制，可校正由大脑皮层发出的运动命令与实际执行的运动动作的感觉反馈之间的差异，同时也负责某些运动性学习的实现；4.受基底神经节的调节，与随意运动的发动有关。第四节神经系统对姿势和运动的调节

一、运动传出的最后公路（一）脊髓和脑干运动神经元

脊髓前角运动神经元

运动神经元:支配梭外肌最后公路

运动神经元:支配梭内肌递质为ACh,兴奋性较高主要功能是调节肌梭的敏感性

运动神经元:支配梭内肌和梭外肌第四节神经系统对姿势和运动的调节

一、运动传出的最后公路（一）脊髓和脑干运动神经元

最后公路的作用

整合各种神经冲动,可

引发随意运动

调节姿势,提供运动背景

协调肌群活动,使运动平稳和精确2.

运动单位

概念:1个

运动神经元+所支配肌肉

大小:不一(支配6~12根或2000根肌纤维)

分布:肌纤维和其他单位的肌纤维交叉第四节神经系统对姿势和运动的调节

二、姿势(posture)的中枢调节

1.

脊髓的调节功能

脊休克：当脊髓突然与高位中枢离断后，离断面以下的脊髓会暂时丧失所有的反射活动能力而进入无反应的状态，这种现象称为脊休克

表现：离断面下运动、感觉、内脏活动↓

恢复：随意运动、知觉永久丧失,反射可恢复恢复速度与动物进化程度有关简单和原始的先恢复,复杂的后恢复

表明：脊髓能完成某些简单反射正常时在高位中枢控制下活动脊髓动物与脊休克为了研究脊髓单独的功能，常采用断离脊髓的动物标本，这种动物称为脊髓动物。在手术后短期内，脊髓动物丧失一切反射能力，这种现象称为脊休克。此后，各种反射可先后慢慢恢复，首先是一些比较简单、原始的反射如屈反射、腱反射等，然后才是一些比较复杂的反射。脊休克的产生与反射的恢复，说明脊髓可以单独完成这些简单的反射活动；但恢复过来的反射在强度方面与完整动物的反射有所不同，这说明，高位中枢对脊髓的反射活动是有影响的（有抑制性的，也有易化性的）。第四节神经系统对姿势和运动的调节

二、姿势(posture)的中枢调节

1.

脊髓的调节功能

脊髓对姿势的调节

姿势反射

由脊髓完成的姿势反射

*屈肌反射和对侧伸肌反射*牵张反射--肌紧张是最简单的姿势反射

*

节间反射：如搔爬反射第四节神经系统对姿势和运动的调节

二、姿势(posture)的中枢调节

1.

脊髓的调节功能

脊髓对姿势的调节牵张反射

类型：

腱反射指快速牵拉肌腱时引起的牵张反射,表现为受牵拉肌肉快速明显地同步性缩短，使关节屈或伸，肢体位置移动快速,位相性~

肌紧张指缓慢持久牵拉肌腱时引起的牵张反射。它表现为受牵拉肌肉产生紧张性收缩，产生一定的肌张力，以阻止肌肉被拉长，不表现为明显的动作,持久,紧张性~意义是维持身体的姿势，是姿势反射的基础

反射弧：

感受器：肌梭

传入与传出：Ia、II类纤维;

、

、

纤维

中枢与效应器：

运动神经元;梭外肌

梭外肌纤维和梭内肌纤维(fiber)

梭外肌纤维：受

纤维支配

梭内肌纤维：受

纤维支配

传出主要调节肌梭对牵张反射的敏感性核袋纤维：由Ia传入核链纤维：由Ia、II传入

梭内肌纤维与梭外肌纤维并联

梭内肌中收缩成分与感受装置串联

不同情况下Ia传入和对

运动神经元作用的改变

肌肉静息时：有一定频率传入冲动,

对

运动神经元的活动起一定作用

肌肉收缩缩短时：梭内肌松弛,Ia传入减少,

对

运动神经元的兴奋作用小

肌肉受牵拉伸长时：梭内肌紧张,Ia传入增多,

对

运动神经元的兴奋作用大

传出增多时：梭内肌紧张,

Ia传入增多,

对

运动神经元的兴奋作用大

由肌梭产生的不同反应特性

类型：

核袋纤维上Ia纤维：动态性反应核链纤维上Ia纤维：静态性反应

原因：前者中央部更富弹性拉长时速率在中央和两极不同而后者各部分较为均一拉长时速率在各部分都相同

意义：有助于衰减震荡,使运动趋于平稳

腱器官

(tendonorgan)

与肌梭的比较肌梭腱器官与梭外肌并联串联传入纤维Ia、IIIb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第四节神经系统对姿势和运动的调节

二、姿势(posture)的中枢调节（二）脑干对肌紧张和姿势的调节1.

脑干对肌紧张的调节

去大脑僵直主要是一种伸肌紧张亢进状态，由于切断了大脑皮层和纹状体等部位与网状结构的功能联系，造成抑制区和易化区之间活动的失衡，易化区活动明显占优势的结果

--中脑上下丘之间切断脑干四肢伸直,坚硬如柱,头尾昂起,脊柱挺硬抗重力肌(在人是伸肌)肌紧张亢进可为切断相应脊髓背根而消除

去皮层僵直第四节神经系统对姿势和运动的调节

二、姿势(posture)的中枢调节（二）脑干对肌紧张和姿势的调节1.脑干对肌紧张的调节

易化区和抑制区

*

易化区：延髓网状结构背外侧部分脑桥被盖、中脑中央灰质及被盖、下丘脑和丘脑中线核群、前庭核、小脑前叶两侧部等

*

抑制区：延髓网状结构腹内侧部分大脑皮层运动区、纹状体、小脑前叶蚓部等第四节神经系统对姿势和运动的调节

二、姿势(posture)的中枢调节（二）脑干对肌紧张和姿势的调节2.脑干对姿势的调节

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

*迷路紧张反射

*颈紧张反射

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第四节神经系统对姿势和运动的调节

二、姿势(posture)的中枢调节（三）大脑皮层对姿势的调节

去皮层僵直

跳跃反应

放置反应第四节神经系统对姿势和运动的调节

三、躯体运动的中枢调节---简述：随意运动的产生第四节神经系统对姿势和运动的调节

三、躯体运动的中枢调节（一）大脑皮层的运动调节功能

1.大脑皮层运动区：接受来自关节、肌腱及骨骼肌深部的感觉冲动，以感受身体在空间的姿势、位置以及身体各部分在运动中的状态，并根据这些运动器官的状态来控制全身的运动。

主要运动区：中央前回(4区)和运动前区(6区)

有其功能特征(见下页)

运动柱

其他运动区：

运动辅助区;第一、第二感觉区;

5、7、8、18、19区等第四节神经系统对姿势和运动的调节

三、躯体运动的中枢调节（一）大脑皮层的运动调节功能

1.大脑皮层运动区：---主要运动区的功能特征

*

交叉：躯体—对侧,头面部—多为双侧下部面肌和舌肌—对侧

*

定位：精细,皮层→肌肉点对点支配

*

大小：与运动的精细程度有关运动愈精细复杂的肌肉代表区愈大

*

倒置：下肢—顶部,膝以下—半球内侧上肢—中部,头面部(内部正立)—底部第四节神经系统对姿势和运动的调节

三、躯体运动的中枢调节（一）大脑皮层的运动调节功能

2.运动传导系统及其功能

皮层脑干束：到达脑运动神经核团

皮层脊髓束*侧束：到达脊髓全长*前束：只降到脊髓胸段

*

侧支：与脑干脊髓纤维相连接,其中

顶盖脊髓束、网状脊髓束、前庭脊髓束：参与近端肌肉粗大运动和姿势调节

红核脊髓束：参与远端肌肉精细运动调节

运动传导系统及其功能由皮层发出，经内囊、脑干下行到达脊髓前角运动神经元的传导束，称为皮层脊髓束；而由皮层发出，经内囊到达脑干内各脑神经运动神经元的传导束，称为皮层脑干束。皮层脊髓束中约80%的纤维在延髓锥体跨过中线到达对侧，在脊髓外侧索下行，纵贯脊髓全长，是为皮层脊髓侧束；其余约20%的纤维不跨越中线，在脊髓同侧前索下行，是为皮层脊髓前束。皮层脊髓前束通过中间神经元的接替后，再与脊髓前角内侧部分的运动神经元形成突触联系。脊髓前角内侧部分的运动神经元控制躯干和四肢近端的肌肉，尤其是屈肌，与姿势的维持和粗大的运动有关。皮层脊髓侧束的纤维终止于脊髓前角外侧部分的运动神经元，而这些神经元控制四肢远端的肌肉，与精细的、技巧性的运动有关。上述通路发出的侧支和一些直接起源于运动皮层的纤维，经脑干某些核团接替后形成的顶盖脊髓束、网状脊髓束和前庭脊髓束，它们的功能和皮层脊髓前束相似，参与近端肌肉有关粗大运动和姿势的调节；而红核脊髓束的功能可能和皮层脊髓侧束相似，参与四肢远端肌肉有关精细运动的调节。需要提及的是，运动传导通路通常分为锥体系（pyramidalsystem）和锥体外系（extrapyramidalsystem）两个系统。前者是指皮层脊髓束和皮层脑干束；后者是指锥体系以外所有控制脊髓运动神经元活动的下行通路。

一些有争议的问题

关于软瘫和硬瘫

关于巴宾斯基征

关于锥体系和锥体外系

关于上运动神经元和下运动神经元第四节神经系统对姿势和运动的调节

三、躯体运动的中枢调节（二）基底神经节的运动调节功能

结构：纹状体、丘脑底核和黑质

主神经元：

--中型多棘神经元：负责信息整合和传出

--中间神经元：GABA能和ACh能神经元,起抑制作用

纹状体苍白球(旧纹状体)尾核、壳核(新纹状体)

大脑皮层与基底神经之间的回路

直接通路：

大脑皮层→尾、壳核→苍白球内侧→丘脑

→大脑皮层(运动皮层活动↑)

去抑制机制

∵A↑→B↓,B↑→C↓,∴A↑→C去抑制

间接通路：大脑皮层→尾、壳核→苍白球外侧→底丘脑核

→苍白球内侧→丘脑→大脑皮层

(部分抵消了直接通路对的丘脑兴奋作用)

与基底神经节有关的疾病

帕金森病(Parkinsondisease)

症状：肌紧张增高,随意运动减少静止性震颤

病理：中脑黑质DA神经元受损→对直接通路的激活作用(经D1受体介导)和对间接通路的抑制作用(经D2受体介导)↓

→运动皮层活动↓

治疗：L-dopa、东莨菪碱或安坦

亨廷顿病(Huntingtondisease)

症状：不自主的上肢和头部舞蹈样动作肌张力降低

病理：新纹状体GABA能或胆碱能神经元受损→间接通路活动↓,

而直接通路活相对动↑→运动皮层活动↑治疗：利舍平

基底神经节的功能

运动调节、自主神经调节、感觉传入、心理行为和学习记忆等第四节神经系统对姿势和运动的调节

三、躯体运动的中枢调节（三）小脑的运动调节功能

前庭小脑

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

损伤表现：站立不稳,运动病消失位置性眼震颤第四节神经系统对姿势和运动的调节

三、躯体运动的中枢调节（三）小脑的运动调节功能

脊髓小脑

结构