生理学神经系统4神经系统对躯体运动的调控课件.ppt

第三节第三节 神经系统对躯体运动神经系统对躯体运动 的调控的调控ControloftheControlofthesomaticmotorbysomaticmotorbyNervousSystemNervousSystem 一、运动调控的基本结构和功能三级神经最高水平：大脑皮层联络区、基底神经节、皮层小脑-负责运动的总体策划中间水平：运动皮层、脊髓小脑-运动的协调、组织、实施最低水平：脑干、脊髓-运动的执行产生和调节随意运动区的示意图策划策划（一）运动传出的最后公路 1脊髓前角运动神经元(The anterior motoneurons)运动神经元 运动神经元的轴突支配梭外肌纤维。运动神经元末梢释放的递质是ACh。二、脊髓对躯体运动的调控会聚到运动神经元的神经冲动可：引发随意运动；调节姿势,为运动提供一个合适 而稳定的背景或条件；协调不同肌群的活动，使运动平 稳而精确地进行。运动神经元运动神经元：胞体较胞体较运动神经元小。运动神经元小。其轴突支配其轴突支配梭内肌梭内肌。递质为。递质为AChACh。运动神经元兴奋性高，运动神经元兴奋性高，受高位中受高位中 枢的下行作用枢的下行作用,常有高频持续放电常有高频持续放电 功能：功能：调节肌梭对牵拉刺激的敏感性。调节肌梭对牵拉刺激的敏感性。(3)(3)运动神经元运动神经元 对梭内、外肌均有支配，功能不清对梭内、外肌均有支配，功能不清 2.运动单位(motor unit)：一个运动神经元及其所支配的全 部肌纤维所组成的功能单位。单位的大小取决于运动神经元轴突末梢分支数目。一般是肌肉愈大，运动单位也愈大。（二）脊休克(Spinal shock)脊动物：脊髓与高位中枢离断的动物。常在颈髓第五节水平以下切断脊髓，保留膈神经对膈肌的支配，保持呼吸 功能。脊休克：脊休克：人和动物的脊髓在与高位中枢离人和动物的脊髓在与高位中枢离 断后，断后，断面以下断面以下反射活动能力反射活动能力暂时丧暂时丧 失失，进入无反应状态的现象。，进入无反应状态的现象。脊休克的恢复：脊休克的恢复：脊休克后，一些脊休克后，一些以脊髓为中枢以脊髓为中枢的基本的基本 反射可反射可逐渐恢复逐渐恢复。恢复速度与恢复速度与 动物的进化程度动物的进化程度反射反射对高位中枢的依赖对高位中枢的依赖程度程度有关有关 A.A.简单简单、原始的反射先恢复、原始的反射先恢复 B.B.躯体躯体反射恢复后，内脏反射也部分恢复反射恢复后，内脏反射也部分恢复 高位中枢对脊髓的反射有两种控制作用：A易化作用 脊休克恢复后，伸肌反射减弱。B抑制作用 脊休克恢复后，屈肌反射、发汗反射 增强。(三三)脊髓对姿势的调节脊髓对姿势的调节 Control of the posture by the Control of the posture by the spinal cord spinal cord CNSCNS可可通过调节通过调节骨骼肌的紧张度或产骨骼肌的紧张度或产 生相应的运动生相应的运动,来维持和调节身体在来维持和调节身体在 空间的姿势空间的姿势,以免发生倾倒，该反射称以免发生倾倒，该反射称 为为姿势反射姿势反射(postural reflexpostural reflex)。在在脊髓水平完成的姿势反射有脊髓水平完成的姿势反射有:对侧伸肌反射、牵张反射、节间反射等对侧伸肌反射：Crossed-extensor reflex 刺激强度增大，在屈肌反射的基础上，出现对侧肢体伸直以支持体重的反射。意义：在身体失衡时，支持体重，保持身体平衡。钉子 2.2.牵张反射牵张反射(Stretch reflexStretch reflex)(1)(1)概念：概念：有完整神经支配的有完整神经支配的骨骼肌骨骼肌,在受到外力牵拉时，能引起被牵拉在受到外力牵拉时，能引起被牵拉 的的同一肌肉收缩同一肌肉收缩的反射活动的反射活动。(2)牵张反射的感受器 肌梭(muscle spindle)适宜刺激:牵拉刺激 肌梭是感受肌肉长度变化的 感受器,属本体感受器。功能:发动牵张反射。肌梭的结构：肌梭的结构：A.A.与梭外肌平行与梭外肌平行,呈呈并联并联关系关系;B.B.梭内肌纤维的收缩成分位于两端，梭内肌纤维的收缩成分位于两端，感受器装置位于中间，感受器装置位于中间，呈呈串联串联关系。关系。C.C.收缩成分收缩时，收缩成分收缩时，可提高感受装置对可提高感受装置对 牵拉刺激的牵拉刺激的敏感性敏感性。传入和传出神经：传入和传出神经：A.A.传入神经传入神经：aa类和类和类纤维：类纤维：B.B.传出神经传出神经：传出纤维支配梭外肌；传出纤维支配梭外肌；传出纤维支配梭内肌纤维的收缩成份传出纤维支配梭内肌纤维的收缩成份 牵张反射的反射弧：肌肉受到外力牵拉肌梭感受装置被拉长而兴奋冲动沿a 或类神经纤维传入进入脊髓使支配同一肌肉脊髓前角运动神经元兴奋传出纤维发放冲动 被牵拉的梭外肌收缩。（传入冲动频率与肌梭被牵拉的程度呈正比）(3)牵张反射的类型：腱反射(tendon reflex)肌紧张(muscle tonus)膝反射腱反射示意图表现：表现：肌肉的收缩是全部肌纤维的肌肉的收缩是全部肌纤维的一次性一次性同步收缩同步收缩，表现出明显动作。，表现出明显动作。单突触反射肌紧张：缓慢持续牵拉肌腱时发生的牵张反射。表现为被牵拉肌肉发生持续、缓慢紧张性收缩，阻止被拉长。肌紧张的生理意义：肌紧张是维持躯体姿势的最基本的 反射活动，是随意运动的基础。表现：同一肌肉的不同运动单位的交替收缩，因而收缩力量不大，无明显动作；能持久地进行而不易发生疲劳。多突触反射人类牵张反射主要发生在抗重力肌-伸肌腱反射的临床意义：减弱或消退，提示反射弧的损害或中断；亢进，提示高位中枢病变。（4)反牵张反射感受器：腱器官(inversestrechreflex)(tendonorgan)适宜刺激：牵拉刺激 肌肉张力变化的感受装置。具有控制牵张反射强度的作用，避免 肌肉被过度牵拉受损。结构：分布于肌腱胶原纤维之间，与梭外肌纤维呈串联关系传入神经b类纤维 传出神经：传出纤维支配梭外肌 反牵张反射的反牵张反射的反射弧：反射弧：当肌肉受到外力牵拉当肌肉受到外力牵拉首先兴奋肌梭首先兴奋肌梭 发动牵张反射发动牵张反射 当当牵拉力量进一步加大牵拉力量进一步加大腱器官兴奋腱器官兴奋 腱器官的传入冲动对同一肌肉的腱器官的传入冲动对同一肌肉的运运 动神经元起动神经元起抑制抑制作用作用抑制抑制牵张反射。牵张反射。意义：控制牵张反射强度的意义：控制牵张反射强度的作用，避免作用，避免 肌肉被过度牵拉受损。肌肉被过度牵拉受损。腱器官对肌肉的主动收缩更敏感3.节间反射：intersegmentalreflex 脊髓依靠相邻节段之间神经元的突触联系的协同活动所完成一定的反射活动。如搔爬反射。三、脑干对肌紧张和姿势的调节三、脑干对肌紧张和姿势的调节Control of muscle tinus&postureControl of muscle tinus&posture by the brain stem by the brain stem（一）脑干对肌紧张的调节（一）脑干对肌紧张的调节 1.脑干网状结构中存在调节肌紧张的 抑制区和易化区。A.A.抑制区抑制区 Inhibitory areaInhibitory area:面积较小面积较小,位于延髓网状结构的腹内侧部分。位于延髓网状结构的腹内侧部分。该区兴奋该区兴奋肌紧张肌紧张减弱减弱；B.B.易化区易化区 Facilitatory regionFacilitatory region:较大较大,包括延髓网状结构的背外侧、脑桥包括延髓网状结构的背外侧、脑桥 的被盖、中脑的中央灰质和被盖。的被盖、中脑的中央灰质和被盖。该区兴奋该区兴奋肌紧张肌紧张增强增强。易化区活动略占优势易化区活动略占优势 脑干以外高位中枢也存在调节肌紧张的 抑制区和易化区。具有始动作用,通过脑干网状结构的抑制区和易化区调节肌紧张。抑制区：大脑皮层运动区,纹状体,小脑前叶蚓部 易化区：前庭核，小脑前叶两侧部 和后叶中间部(1)(1)去大脑僵直：在去大脑僵直：在中脑上、下丘中脑上、下丘之间切之间切断脑干断脑干,动物表现为四肢伸直，坚硬动物表现为四肢伸直，坚硬如柱，头尾昂起，脊柱挺硬，呈角弓如柱，头尾昂起，脊柱挺硬，呈角弓反张状态。反张状态。2.去大脑僵直Decerebrate rigidity 1898年Sherrington发现(2)去大脑僵直的本质：是一种增强的牵张反射，是抗重力肌（伸肌）的紧张性增强。因局部肌肉注射局麻剂，消除肌梭传入冲动，去大脑僵直现象消失。(3)(3)去大脑僵直的产生机制去大脑僵直的产生机制 是脑干对肌紧张的调节是脑干对肌紧张的调节(抑制区和易抑制区和易 化区活动化区活动)不平衡的结果不平衡的结果,抑制区活动减弱，抑制区活动减弱，易化区活动明显占优势。易化区活动明显占优势。A.A.抑抑制制区区大脑皮层运动区纹状体(尾核)小脑前叶蚓部网状结构抑制区 B.B.易易化化区区网状脊髓束 运动神经元 肌紧张减弱 小脑前叶两侧部和后叶中间部前庭核网状结构易化区 网状脊髓束运动神经元肌紧张 前庭脊髓束运动神经元肌紧张大脑皮层等三部位可抑制易化区切断处人去大脑僵直人去大脑僵直：在中脑发生损伤、缺血或在中脑发生损伤、缺血或炎症等疾患时，患者表现出炎症等疾患时，患者表现出：头后仰，上下肢僵硬，上臂头后仰，上下肢僵硬，上臂内旋，手指屈曲倒勾。出现内旋，手指屈曲倒勾。出现去大脑僵直表明病变侵袭到去大脑僵直表明病变侵袭到脑干，是脑干，是预后不良预后不良的信号。的信号。（44）去大脑僵直的类型：）去大脑僵直的类型：从牵张反射机制分，僵直可从牵张反射机制分，僵直可分为两种分为两种：僵直与僵直与僵直僵直 僵直（僵直（-rigidity)-rigidity)：高位中枢的下行始动作用，直接或高位中枢的下行始动作用，直接或 间接通过中间神经元提高间接通过中间神经元提高运动神运动神 经元的活动而出现的僵直。经元的活动而出现的僵直。僵直是通过前庭脊髓束实现的。僵直是通过前庭脊髓束实现的。僵直：僵直：高位中枢的下行作用，高位中枢的下行作用，首先首先提高提高运动神经元的活动，使肌梭的传入冲动运动神经元的活动，使肌梭的传入冲动增多，增多，转而转而增强增强运动神经元的活动而运动神经元的活动而出现的僵直。出现的僵直。经典的去大脑僵直属于经典的去大脑僵直属于僵直僵直，因切断脊髓后根，消除肌梭传入冲因切断脊髓后根，消除肌梭传入冲动，去大脑僵直消失。动，去大脑僵直消失。僵直是通过网状脊髓束实现的僵直是通过网状脊髓束实现的 （二）脑干对姿势的调节二）脑干对姿势的调节 由脑干整合而完成的姿势反射包由脑干整合而完成的姿势反射包括：状态反射、翻正反射等。括：状态反射、翻正反射等。翻正反射翻正反射 righting reflexrighting reflex 四、大脑皮层对运动的调控四、大脑皮层对运动的调控（一）大脑皮层运动区（一）大脑皮层运动区 1.1.主要运动区：主要运动区：中央前回中央前回44区和运动前区区和运动前区66区。区。大脑皮层运动区的特点：A.交叉支配：但除下部面肌和舌肌注要收对侧支配外，其余面部肌肉为双侧性支配。B.运动代表区功能定位，总体安排是倒置的，但头面部内部是直立的;C.运动区大小与运动的精细和复杂有关。其他运动区：其他运动区：运动辅助区：运动辅助区：位于皮层内侧面扣带回沟以上，位于皮层内侧面扣带回沟以上，44区之前。区之前。刺激该区可引起肢体复杂运动，一般为双侧性刺激该区可引起肢体复杂运动，一般为双侧性 第一感觉区、后顶叶皮层（第一感觉区、后顶叶皮层（55，77区）：区）：也与躯体运动有关，也与躯体运动有关，如第一感觉区破坏可使已学会的操作性如第一感觉区破坏可使已学会的操作性运动运动(如用刀、叉吃饭如用刀、叉吃饭)丧失；丧失；运动柱：运动柱：motorcolumnmotorcolumn大脑皮层运动区的神经元呈纵行柱状大脑皮层运动区的神经元呈纵行柱状排列，组成大脑运动皮层的基本功能排列，组成大脑运动皮层的基本功能单位，称为运动柱。单位，称为运动柱。一个运动柱控制同一关节的几块肌肉一个运动柱控制同一关节的几块肌肉的活动，而一块肌肉可接受几个运动的活动，而一块肌肉可接受几个运动柱的控制。柱的控制。(二二)运动传出通路运动传出通路 发动发动随意运动的下行通路随意运动的下行通路(锥体系锥体系):):皮层脊髓束皮层脊髓束：由皮层运动区发出，由皮层运动区发出，经内囊、脑干下行到达脊髓前角运经内囊、脑干下行到达脊髓前角运 动神经元的传导束。动神经元的传导束。分为皮层脊髓侧束、皮层脊髓前束。分为皮层脊髓侧束、皮层脊髓前束。AA皮层脊髓皮层脊髓侧侧束束(在延髓交叉在延髓交叉)：皮层：皮层 脊髓束中脊髓束中80%80%的纤维在延髓锥体交叉的纤维在延髓锥体交叉 到对侧，沿脊髓外到对侧，沿脊髓外侧侧索下行，贯穿索下行，贯穿 脊髓全长，终止于脊髓前角脊髓全长，终止于脊髓前角外侧外侧部部 运动神经元。运动神经元。功能：控制四肢远端肌肉，功能：控制四肢远端肌肉，与精细的、技巧性的运动有关。与精细的、技巧性的运动有关。BB皮层脊髓皮层脊髓前前束束(在延髓不交叉在延髓不交叉)：皮：皮 层脊髓束中层脊髓束中20%20%的纤维在延髓锥体不的纤维在延髓锥体不 交叉，在脊髓同侧交叉，在脊髓同侧前前索下行，一般下索下行，一般下 降到胸部，经中间神经元接替后，终降到胸部，经中间神经元接替后，终 止于双侧脊髓前角止于双侧脊髓前角内侧内侧运动神经元。运动神经元。功能：控制躯干和四肢近端肌肉，尤其是屈肌。与姿势维持和粗略运动有关。皮层脑干束皮层脑干束：由皮层运动区发出，经由皮层运动区发出，经内囊到达脑干内脑神经核运动神经元内囊到达脑干内脑神经核运动神经元的传导束。的传导束。*巴宾斯基征巴宾斯基征(BabinskisignBabinskisign)：检查方法为被检者下肢伸直，检查者轻检查方法为被检者下肢伸直，检查者轻划足底外侧。划足底外侧。阳性反应为阳性反应为拇趾背屈拇趾背屈，其他四趾外展，其他四趾外展呈扇形散开。呈扇形散开。提示：提示：皮质脊髓束受损。皮质脊髓束受损。本质：本质：是屈肌反射，因为刺激加强时，是屈肌反射，因为刺激加强时，还可伴有踝、膝、髋关节屈曲。还可伴有踝、膝、髋关节屈曲。婴儿可出现阳性、成人在深睡和麻醉婴儿可出现阳性、成人在深睡和麻醉状态下，也可出现。状态下，也可出现。巴宾斯基征阳性和阴性体征示意图A.阳性体征B.阴性体征 协调协调随意运动的下行通路随意运动的下行通路(锥体外系锥体外系):):锥体系发出的侧枝以及一些直接起锥体系发出的侧枝以及一些直接起 源运动皮层的纤维，经皮层下（脑源运动皮层的纤维，经皮层下（脑 干）核团接替换元后所形成的下行干）核团接替换元后所形成的下行 传导束。传导束。锥体外系锥体外系功能功能:与与调节肌紧张调节肌紧张;配合锥配合锥 体系体系协调随意运动协调随意运动有关。有关。五、基底神经节的功能五、基底神经节的功能 1.1.基底神经节的结构：基底神经节的结构：尾核尾核 壳核壳核 纹状体纹状体 苍白球苍白球(旧纹状体旧纹状体)丘脑底核丘脑底核 红核红核 中脑黑质中脑黑质基底神经节新纹状体2.2.基底神经节的功能基底神经节的功能 皮层下控制躯体运动的主要中枢。皮层下控制躯体运动的主要中枢。可能参与：可能参与：*运动的设计和程序的编制；运动的设计和程序的编制；*随意运动的产生和稳定的调节；随意运动的产生和稳定的调节；*肌紧张的调节；肌紧张的调节；*本体感受传入冲动信息的处理。本体感受传入冲动信息的处理。3.基底神经节与大脑皮层间的回路:1)直接通路：易化大脑皮层发动运动 2)间接通路：抑制大脑皮层发动运动4.黑质-新纹状体通路Substantia nigra-neostriatum pathway:此通路对上述两通路起调控作用。DA通过D1受体增强直接通路，通过D2抑制间接通路黑质与新纹状体间的环路(-)(-)黑质5.与基底神经节损伤有关的疾病 分为两大类：肌紧张过强而运动过少，Parkinson病肌紧张降低而运动过多,舞蹈病 临床症状临床症状：A.A.全身肌紧张性增高，肌肉强直全身肌紧张性增高，肌肉强直(呈铅管样或齿轮样强直呈铅管样或齿轮样强直)；B.B.随意运动随意运动少少,动作缓慢动作缓慢,表情呆板表情呆板(面具脸面具脸););C.C.常伴常伴静止性震颤静止性震颤Static tremorStatic tremor:随意运随意运动时减轻或停止，入睡后消失。动时减轻或停止，入睡后消失。（1）帕金森病,又称震颤麻痹 Parkinsondisease,paralysisagitans 病变部位及病变部位及病因病因：A.A.双侧双侧黑质病变，多巴胺能神经元变性黑质病变，多巴胺能神经元变性 B.B.纹状体纹状体AChACh神经元功能亢进。神经元功能亢进。黑质与新纹状体间的环路(-)(-)黑质治疗:多巴胺前体：左旋多巴（L-Dopa）M受体阻断剂：东莨菪碱、阿托品苯海索等。舞蹈病：又称亨廷顿病舞蹈病：又称亨廷顿病 choreachorea，HuntingtondiseaseHuntingtondisease 症状症状：A.A.不自主的上肢和头部舞蹈样动作；不自主的上肢和头部舞蹈样动作；B.B.肌张力降低；肌张力降低；病变部位及病变部位及病因病因：双侧双侧纹状体纹状体病变，新纹状体内病变，新纹状体内 GABAGABA能、能、AchAch能能神经元变性受损，神经元变性受损，治疗治疗：利血平：利血平耗竭多巴胺耗竭多巴胺 黑质与新纹状体间的环路(-)(-)黑质 六、小脑的功能六、小脑的功能*小脑在小脑在维持机体姿势平衡、维持机体姿势平衡、调节肌紧张、调节肌紧张、协调和形成随意运动协调和形成随意运动中起重要作中起重要作用。用。1 1前庭小脑前庭小脑：构成：主要由绒球小结叶构成，构成：主要由绒球小结叶构成，接受前庭核传入纤维的投射。接受前庭核传入纤维的投射。功能：控制身体的平衡和眼球运动。功能：控制身体的平衡和眼球运动。功能受损的表现：功能受损的表现：动物实验动物实验：切除绒球小结叶后：切除绒球小结叶后：猴：不能保持身体平衡，站立不稳，猴：不能保持身体平衡，站立不稳，只能依墙角而立，只能依墙角而立，但其他随意运动仍很协调，但其他随意运动仍很协调，能完成进食动作。能完成进食动作。患者的临床表现患者的临床表现：A.A.平衡障碍平衡障碍:表现为站立不稳，步基宽表现为站立不稳，步基宽;步态蹒跚，易跌倒；步态蹒跚，易跌倒；但躯体得到扶持时，四肢运动仍协调。但躯体得到扶持时，四肢运动仍协调。B.B.位置性眼震：凝视头部一侧场景时，出位置性眼震：凝视头部一侧场景时，出 现双眼来回摆动的震颤。现双眼来回摆动的震颤。2 2脊髓小脑脊髓小脑 构成：由蚓部和半球中间部构成。构成：由蚓部和半球中间部构成。(2)(2)功能功能:调节肌紧张；调节肌紧张；协调随意运动协调随意运动。该部分小脑功能受损表现有：该部分小脑功能受损表现有：aa意向性震颤：肌肉在运动时抖动而把意向性震颤：肌肉在运动时抖动而把 握不住运动的方向握不住运动的方向,指向指向 目标时出现明显震颤。目标时出现明显震颤。指鼻试验：指鼻试验：bb协同不能：患者不能协调地进行复协同不能：患者不能协调地进行复 杂的精细动作。杂的精细动作。快速轮替试验：患者不能完成前臂快速轮替试验：患者不能完成前臂 快速的内旋和外旋动作。快速的内旋和外旋动作。cc.小脑步态：步过大而躯干落后小脑步态：步过大而躯干落后,发生发生倾倒倾倒；行走摇晃行走摇晃,酩酊蹒跚状酩酊蹒跚状,沿直线沿直线行走时更为明显行走时更为明显（醉汉步）（醉汉步）。*小脑损伤后所出现的运动或动作的协小脑损伤后所出现的运动或动作的协 调性障碍称为调性障碍称为小脑性共济失调小脑性共济失调。3 3皮层小脑皮层小脑 构成：指小脑后叶的外侧部分。构成：指小脑后叶的外侧部分。功能：与功能：与随意运动的设计和运动程随意运动的设计和运动程序的编制序的编制有关，在精巧运动有关，在精巧运动的学习中起重要作用。的学习中起重要作用。