神经系统4-运动调节.ppt

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1、第四节第四节 神经系统对躯体运动的调节神经系统对躯体运动的调节Regulation of body motor functions by nervous system 掌握脊髓躯体运动反射中掌握脊髓躯体运动反射中脊休克脊休克、牵张反射牵张反射的概念；的概念；肌梭肌梭对牵张反射的对牵张反射的感受器原理和感受器原理和传出纤维传出纤维对牵张反射对牵张反射的调节作用；的调节作用；肌紧张肌紧张概念和生理学意概念和生理学意义；大脑皮层运动功能中义；大脑皮层运动功能中锥体系锥体系及其及其生理功能；生理功能；基底神经节基底神经节对运动的调节对运动的调节功能。了解高级中枢对大脑皮层的调功能。了解高级中枢对大脑皮

2、层的调节、大脑皮层运动区的分布和小脑的节、大脑皮层运动区的分布和小脑的作用。作用。神经系统是神经系统是肌紧张、姿肌紧张、姿势和随意运动势和随意运动三大类运动的三大类运动的调度者。运动越复杂，就越调度者。运动越复杂，就越需要高级的中枢参与活动。需要高级的中枢参与活动。动物模型动物模型:脊动物脊动物(Spinal animal)：脊髓与延髓断离。脊髓与延髓断离。存在屈反射和腱反射，仍保持一定的肌张存在屈反射和腱反射，仍保持一定的肌张力。力。中脑动物中脑动物(Midbrain animal)：中脑与间脑中脑与间脑间离断。还有翻正动作，肌紧张较强。间离断。还有翻正动作，肌紧张较强。皮层动物皮层动物(D

3、ecorticate animal)：大脑皮层大脑皮层去掉。还会走路，但不会转弯，遇障碍物去掉。还会走路，但不会转弯，遇障碍物停止，无随意运动。停止，无随意运动。一、一、脊髓的躯体运动反射脊髓的躯体运动反射1、运动神经元运动神经元(Motor neuron)和和运动单位运动单位(Motor unit)运动神经元运动神经元：在脊髓的前角中，：在脊髓的前角中，存在大量运动神经元（存在大量运动神经元（和和运动运动神经元），它们的轴突经前根离神经元），它们的轴突经前根离开脊髓后直达所支配的肌肉。末开脊髓后直达所支配的肌肉。末梢释放乙酰胆碱作为递质梢释放乙酰胆碱作为递质。运动神经元运动神经元：胞体大小不

4、等，轴突在肌：胞体大小不等，轴突在肌肉中有很多分支；接受来自皮肤、肌肉肉中有很多分支；接受来自皮肤、肌肉和关节等外周传入，也接受从脑干到大和关节等外周传入，也接受从脑干到大脑皮层等高位中枢下传的信息。支配骨脑皮层等高位中枢下传的信息。支配骨骼肌内的骼肌内的梭外肌纤维梭外肌纤维。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，分布在分布在运动神经元之间；支配骨骼肌内运动神经元之间；支配骨骼肌内的的梭内肌纤维梭内肌纤维；兴奋性较高。；兴奋性较高。运动单位运动单位：由一个：由一个运动神经元运动神经元及其支配的全部肌纤维所组成及其支配的全部肌纤维所组成的功能单位。运动单位大小与的功能单

5、位。运动单位大小与肌肉的大小和运动方式有关。肌肉的大小和运动方式有关。2、脊休克（、脊休克（Spinal shock）与高位中枢离断的脊髓，在与高位中枢离断的脊髓，在手术后暂时丧失反射活动的能手术后暂时丧失反射活动的能力，进入无反应状态的现象。力，进入无反应状态的现象。之后，一些之后，一些以脊髓为中枢的反以脊髓为中枢的反射活动可以逐渐恢复，射活动可以逐渐恢复，恢复的恢复的速度与动物的种类有关，越高速度与动物的种类有关，越高级越慢。级越慢。脊休克的原因脊休克的原因：离断的脊髓突：离断的脊髓突然失去了高位中枢的调节。然失去了高位中枢的调节。脊休克的意义：脊休克的意义：说明脊髓可以说明脊髓可以完成某

6、些简单的反射活动，但完成某些简单的反射活动，但正常时它们是在高位中枢调节正常时它们是在高位中枢调节下进行活动的。下进行活动的。3、屈反射屈反射(Flexor reflex)与对侧伸反与对侧伸反射射屈反射：屈反射：在脊动物的皮肤接受伤害在脊动物的皮肤接受伤害性刺激时，受刺激一侧的肢体出现性刺激时，受刺激一侧的肢体出现屈曲的反应，关节的屈肌收缩而伸屈曲的反应，关节的屈肌收缩而伸肌驰缓。肌驰缓。对侧伸反射：对侧伸反射：若刺激强度很大，则若刺激强度很大，则可以同侧肢体发生屈反射的基础上可以同侧肢体发生屈反射的基础上出现对侧肢体伸直的反射活动。出现对侧肢体伸直的反射活动。4 4、牵张反射牵张反射（str

7、etch reflex）(1)(1)牵牵张张反反射射：有有神神经经支支配配的的骨骨骼骼肌肌，在在受受到到外外力力牵牵拉拉使使其其伸伸长长时时产产生生的的反反射射，引引起起受受牵牵拉拉的的同同一一肌肌肉肉收收缩缩。可可分分为为位位相相性性和和紧紧张张性牵张反射性牵张反射两种两种。生生理理意意义义：主主要要表表现现在在伸伸肌肌，维维持站立姿势。持站立姿势。位相性牵张反射（腱反位相性牵张反射（腱反射）射）：指快速牵拉肌腱时：指快速牵拉肌腱时发生的牵张反射。例如，发生的牵张反射。例如，膝跳反射、跟腱反射。膝跳反射、跟腱反射。紧紧张张性性牵牵张张反反射射：轻轻度度、缓缓慢慢、持持续续牵牵拉拉肌肌肉肉时时

8、，受受牵牵拉拉肌肌肉肉能能发发生生紧紧张张性性收收缩缩，阻阻止止被被拉拉长长。是是维维持持躯躯体体姿姿势势最最基基本本的的反反射射活活动动，是是姿姿势反射的基础。势反射的基础。(2)肌梭肌梭(spindle)：一种感受肌一种感受肌肉长度变化或感受牵拉刺激的特殊肉长度变化或感受牵拉刺激的特殊的梭形感受装置。感受梭外肌纤维的梭形感受装置。感受梭外肌纤维长度的变化。长度的变化。梭内纤维和梭外纤维。梭内纤维和梭外纤维。梭内纤维的梭内纤维的两端有横纹，具有收缩能力。梭内两端有横纹，具有收缩能力。梭内纤维分核袋和核链纤维两种。纤维分核袋和核链纤维两种。肌梭内感受器：肌梭内感受器：分为环状螺旋末梢分为环状螺

9、旋末梢和散花状末梢。和散花状末梢。肌梭的肌梭的传入神经支配有两类传入神经支配有两类。I I类传入纤维直径较粗类传入纤维直径较粗，类传入类传入纤维直径较细纤维直径较细。中枢有运动神经纤维传出支配中枢有运动神经纤维传出支配梭外和梭内纤维，前者称为梭外和梭内纤维，前者称为传出传出纤维纤维，后者称为后者称为传出纤维传出纤维。(3)(3)传出纤维对牵张反射的传出纤维对牵张反射的调节调节 当当传出纤维活动加强时，传出纤维活动加强时，梭内肌纤维收缩，可提高肌梭梭内肌纤维收缩，可提高肌梭内感受装置的内感受装置的敏感性敏感性，因此，因此传出纤维的活动对调节牵张反传出纤维的活动对调节牵张反射具有重要作用，可维持肌

10、肉射具有重要作用，可维持肌肉的持续缩短。的持续缩短。（4 4）-环环 -传出纤维兴奋时，梭传出纤维兴奋时，梭内肌收缩，可增加肌梭的传入内肌收缩，可增加肌梭的传入冲动，而当肌梭传入冲动增多冲动，而当肌梭传入冲动增多时，又可使时，又可使-神经元兴奋，神经元兴奋，梭外肌收缩。这种过程称为梭外肌收缩。这种过程称为-环环(-loop)-loop)，其意义是使其意义是使肌肉维持于缩短状态。肌肉维持于缩短状态。5 5、肌紧张、肌紧张 在正常情况下人和动物的骨在正常情况下人和动物的骨骼肌在无明显的运动表现时，处骼肌在无明显的运动表现时，处于一种持续的轻度收缩状态，这于一种持续的轻度收缩状态，这种状态叫种状态叫

11、肌紧张肌紧张(muscular tone)。肌紧张发生的基础是紧张性牵肌紧张发生的基础是紧张性牵张反射，但它经常受高级中枢的张反射，但它经常受高级中枢的调节。肌紧张的意义在于调节。肌紧张的意义在于维持身维持身体的姿势体的姿势。6 6、键器官的功能、键器官的功能 分分布布在在肌肌腱腱胶胶原原纤纤维维之之间间的的牵牵张张感感受受装装置置。腱腱器器官官与与梭梭外外肌肌纤纤维维呈呈串串联联关关系系，其其功功能能与与肌肌梭梭功功能能不不同同，是是感感受受肌肌肉肉张张力力变变化化的的装装置置。腱腱器器官官传传入入冲冲动动增增多多时时可可使使支支配配被被牵牵拉拉的的肌肌肉肉的的运运动动神神经经元元受受到到抑

12、抑制制(不不是是兴兴奋奋)，这这 一一 反反 射射 被被 称称 为为 反反 牵牵 张张 反反 射射(inverse stretch reflex)。这这个个反反射射可可以防止肌肉过度牵张。以防止肌肉过度牵张。腱器官腱器官是一种张力感受器，而是一种张力感受器，而肌肌梭梭是一种长度感受器。是一种长度感受器。此外，腱器官此外，腱器官的传入冲动对同一肌肉的的传入冲动对同一肌肉的运动神经运动神经元起抑制作用，即产生反牵张反射；元起抑制作用，即产生反牵张反射；而肌梭的传入冲动对同一肌肉的而肌梭的传入冲动对同一肌肉的运运动神经元起兴奋作用。动神经元起兴奋作用。腱器官腱器官生理作生理作用用:在过度牵拉时可避免

13、被牵拉肌肉在过度牵拉时可避免被牵拉肌肉的损伤，同时作为一种的损伤，同时作为一种“收缩感受器收缩感受器”，在肌肉收缩的过程中随时发挥调，在肌肉收缩的过程中随时发挥调节作用。节作用。二、高级中枢对肌紧张的调节二、高级中枢对肌紧张的调节1 1、抑制区和易化区、抑制区和易化区 延延髓髓网网状状结结构构和和其其他他高高级级中中枢枢内内都都存存在在对对肌肌紧紧张张和和肌肌肉肉运运动动的的抑抑制制区区和和易易化化区区。通通过过网网状状脊脊髓髓束束、锥锥体体系系或或锥锥体体外外系系下下传传。高高级级中中枢枢对对肌肌紧紧张张和和运运动动的的作作用用可可能能有有两两种种机机制制，分分别别作作用用于于和和运运动动神

14、神经经元元。其其他他高高级级中枢也存在类似的区域。中枢也存在类似的区域。2、去大脑僵直（、去大脑僵直（Decerebrate rigidity）在中脑上、下叠体（上、下丘）之间在中脑上、下叠体（上、下丘）之间切断脑干的动物，称为切断脑干的动物，称为去大脑动物去大脑动物。肌肌紧张活动紧张活动方面出现方面出现亢进亢进现象现象(增强的牵张增强的牵张反射反射)，动物四肢伸直，头尾昂起，脊柱，动物四肢伸直，头尾昂起，脊柱挺硬，称为挺硬，称为去大脑僵直去大脑僵直。去大脑僵直主去大脑僵直主要是伸肌（抗重力肌）紧张性亢进，四要是伸肌（抗重力肌）紧张性亢进，四肢坚硬如柱。其产生的肢坚硬如柱。其产生的主要原因主要

15、原因是大脑是大脑皮层等高级中枢的抑制性作用被消除，皮层等高级中枢的抑制性作用被消除，易化系统占了优势。易化系统占了优势。去皮层僵直去皮层僵直(decorticatedecorticate rigidity)rigidity)人人类类在在某某些些疾疾病病中中，也也可可出出现现与与动动物物去去大大脑脑僵僵直直相相类类似似的的现现象象。例例如如，蝶蝶鞍鞍上上囊囊肿肿引引致致皮皮层层与与皮皮层层下下失失去去联联系系时时，可可出出现现下肢明显的伸肌僵直及上肢的半屈状态下肢明显的伸肌僵直及上肢的半屈状态。正常情况下肌紧张的正常情况下肌紧张的维持是易化系统和抑制系维持是易化系统和抑制系统保持统保持动态平衡动

16、态平衡的结果。的结果。三、大脑皮层的运动功能三、大脑皮层的运动功能1 1、大脑皮层的功能结构、大脑皮层的功能结构 柱状组构柱状组构(columnar columnar organizaton)organizaton)与与 运动柱运动柱(motor columns)motor columns)。存在存在兴奋和抑制的镶嵌模式。兴奋和抑制的镶嵌模式。2、大脑皮层运动区、大脑皮层运动区三个运动区三个运动区/两种支配特点两种支配特点大脑皮层运动区主要有三个大脑皮层运动区主要有三个 中中央前回运动区央前回运动区(precentral motor precentral motor area)area)，或运

17、动区或运动区(motor area)motor area)，或运动皮层或运动皮层(motor cortex)motor cortex)；辅辅助运动区助运动区(supplementary motor supplementary motor area)area)；第二运动区。第二运动区。运动区包括皮层运动区包括皮层4 4区及区及6 6区。区。运动皮层有下列运动皮层有下列支配规律支配规律：对对侧性与双侧性；侧性与双侧性；精细定位，倒精细定位，倒立安排。这种情况称为躯体定位立安排。这种情况称为躯体定位(somatotopic loca1ization)。皮层的代表区面积大小与肌肉运皮层的代表区面积大小

18、与肌肉运动的精细、复杂程度有关。动的精细、复杂程度有关。运动运动皮层最重要的功能是管理随意运皮层最重要的功能是管理随意运动动。两种支配特点：两种支配特点：从前到后（从前到后（6 6区区-4-4区）区），分别支配不同关节部位分别支配不同关节部位的运动；的运动；从上到下从上到下，分，分别支配不同躯体部位的别支配不同躯体部位的运动。运动。3、锥体系、锥体系(pyramida1 system)一一般般指指锥锥体体束束(pyramidal pyramidal tract)tract)及及发发出出锥锥体体束束的的皮皮层层神神经经元元。锥锥体体束束是是指指由由皮皮层层发发出出并并经经延延髓髓锥锥体体而而下下

19、达达脊脊髓髓的的传传导导束束，即即皮皮层层脊脊髓髓束束。由由皮皮层层发发出出到到达达脑脑神神经经运运动动核核的的皮皮层层脑脑干干束束虽虽然然并并不不通通过过延延髓髓锥锥体体，但但因因它它在在功功能能上上与与皮皮层层脊脊髓髓束束相相同同，所所以以也也包包括在锥体系的概念中。括在锥体系的概念中。锥体系的生理功能：锥体系的生理功能：加加强强肌肌紧紧张张和和执执行行随随意意运运动动“指指令令”。同同时时锥锥体体束束下下传传冲冲动动还还可可抑抑制制感感觉觉的的传传入入冲冲动动及影响交感神经的传出活动。及影响交感神经的传出活动。4、锥体外系、锥体外系 锥锥体体外外系系是是指指除除锥锥体体系系以以外外的的一

20、一切切调调节节运运动动的的下下行行传传导导路路。包包括括经经典典的的锥锥体体外外系系、皮皮层层起起源源的的锥锥体体外外系系和和旁旁锥锥体体系系三三部部分分。锥锥体体外外系系是是一一个个功功能能概概念念，指指不不经经过过延延髓髓锥锥体体的的管管理理躯躯体体运运动动的的下下传传系系统统。它它不不直直接接到到达达脊脊髓髓或或脑脑神神经经运运动动核核，而而是是经经皮皮层层下下核核团团中中转转而而最最后后影影响响脊脊髓髓运运动动功功能能。主主要要与与调调节节肌肌紧紧张张、肌群的协调性运动有关。肌群的协调性运动有关。5、皮层一皮层长环反射、皮层一皮层长环反射四、基底神经节对运动的调节四、基底神经节对运动的

21、调节1.1.组成和连接组成和连接尾尾核核、壳壳核核、苍苍白白球球、丘丘脑脑底核底核、黑质和红核黑质和红核。尾尾核核、壳壳核核和和苍苍白白球球统统称称纹纹状状体体(striatum)striatum)。其其中中苍苍白白球球称称旧旧纹纹状状体体，尾尾核核和和壳壳核核称新纹状体。称新纹状体。基底神经节与大脑皮层之基底神经节与大脑皮层之间组成一个环路间组成一个环路(新皮层新皮层基底基底神经节神经节丘脑丘脑运动皮层运动皮层)这一这一环路可能与反馈控制运动及调环路可能与反馈控制运动及调节，并使运动功能程序化有关。节，并使运动功能程序化有关。在基底神经节内各个核群之间在基底神经节内各个核群之间也存在环路联系

22、也存在环路联系(纹状体纹状体黑质黑质纹状体纹状体)。2.2.基底神经节的功能基底神经节的功能 重要的运动调节功能，它重要的运动调节功能，它与随意运与随意运动的稳定、肌紧张的控制、本体感动的稳定、肌紧张的控制、本体感觉传入信息的处理觉传入信息的处理都有关系。都有关系。可作为反馈控制系统而控制运动。可作为反馈控制系统而控制运动。基底神经节也接受运动区以外的大基底神经节也接受运动区以外的大脑皮层的神经输入，这是大脑皮层脑皮层的神经输入，这是大脑皮层非运动区调节并使运动程序化的一非运动区调节并使运动程序化的一条途径。条途径。3.3.基底神经节的病变基底神经节的病变 临临床床上上基基底底神神经经节节损损

23、害害的的症症状状主主要要是是运运动动功功能能障障碍碍。表表现现分分两两大大类类：一一类类是是具具有有运运动动过过多多而而肌肌紧紧张张降降低低的的综综合合症症，如如舞舞蹈蹈病病与与手手足足徐徐动动症症等等；另另一一类类是是具具有有运运动动过过少少而而肌肌紧紧张张过过强强的的综综合合症症，如如震震颤颤麻麻痹痹（帕帕金金森森病病,ParkinsonParkinson）。临临床床病病理理的的研研究究指指出出，舞舞蹈蹈病病与与手手足足徐徐动动症症的的病病变变主主要要位位于于纹纹状状体体，而而震震颤颤麻麻痹的病变主要位于黑质。痹的病变主要位于黑质。震颤麻痹的症状震颤麻痹的症状 全身肌紧张增高、肌肉强直、随

24、全身肌紧张增高、肌肉强直、随意运动减少、动作缓慢、面部表情意运动减少、动作缓慢、面部表情呆板。常伴有静止性震颤，此种震呆板。常伴有静止性震颤，此种震颤多见于上肢（尤其是手部），其颤多见于上肢（尤其是手部），其次是下肢及头部；震颤节律次是下肢及头部；震颤节律4-64-6次次/秒，静止时出现，情绪激动时增强，秒，静止时出现，情绪激动时增强，进入自主运动时减少，入睡后停止。进入自主运动时减少，入睡后停止。病因病因：黑质病变，黑质的多巴胺能神：黑质病变，黑质的多巴胺能神经元功能被破坏，脑内多巴胺含量明经元功能被破坏，脑内多巴胺含量明显下降。显下降。可能的机理可能的机理：黑质多巴胺递质系统功：黑质多巴胺

25、递质系统功能受损，导致纹状体能受损，导致纹状体乙酰胆碱乙酰胆碱递质系递质系统功能的亢进。统功能的亢进。治疗治疗：苍白球破坏手术；应用：苍白球破坏手术；应用M M型受型受体阻断剂或补充左旋多巴。体阻断剂或补充左旋多巴。舞蹈病的症状：舞蹈病的症状：不自主的上肢和头部不自主的上肢和头部的舞蹈样动作，并伴有肌张力降低等。的舞蹈样动作，并伴有肌张力降低等。病因：病因：遗传性舞蹈病患者有显著的纹遗传性舞蹈病患者有显著的纹状体神经元病变，新纹状体严重萎缩。状体神经元病变，新纹状体严重萎缩。可能的机理：可能的机理：纹状体内的胆碱能和纹状体内的胆碱能和-氨基丁酸能神经元功能减退，而氨基丁酸能神经元功能减退，而黑

26、质多巴胺能神经元功能相对亢进。黑质多巴胺能神经元功能相对亢进。治疗治疗：应用利血平减少或耗竭多巴胺。：应用利血平减少或耗竭多巴胺。五、小脑五、小脑1 1、小脑的分部及神经连接、小脑的分部及神经连接2 2、小脑的功能、小脑的功能 小脑对于维持姿势、调节肌紧张、小脑对于维持姿势、调节肌紧张、协调随意运动均具有重要作用。协调随意运动均具有重要作用。前庭小脑：前庭小脑：由由绒绒球球小小结结叶叶构构成成，与与身身体体平平衡衡功功能有密切关系。能有密切关系。脊髓小脑：脊髓小脑：脊脊髓髓小小脑脑由由小小脑脑前前叶叶（包包括括单单小小叶叶）和和后后叶的中间带区（旁中央小叶）构成。叶的中间带区（旁中央小叶）构成

27、。脊脊髓髓小小脑脑主主要要接接受受脊脊髓髓小小脑脑束束传传入入纤纤维维的的投投射射，其其传传入入冲冲动动主主要要来来自自肌肌肉肉与与关关节节等等本体感受器。本体感受器。前前叶叶与与肌肌紧紧张张调调节节有有关关，有有抑抑制制又又有有易易化化双双重重作作用用。后后叶叶中中间间带带也也有有控控制制肌肌紧紧张张的的功功能能，由由于于接接受受脑脑桥桥纤纤维维的的投投射射，并并与与大大脑脑皮皮层层运运动动区区之之间间有有环环路路联联系系，因因此此在在执执行行大大脑脑皮皮层层发发动动的的随随意意运运动动方方面面有有重重要要作作用。用。意向性震颤意向性震颤 当当切切除除或或损损伤伤后后，随随意意动动作作的的力

28、力量量、方方向向及及限限度度将将发发生生很很大大紊紊乱乱，同同时时肌肌张张力力减减退退，表表现现为为四四肢肢乏乏力力。不不能能完完成成精精巧巧动动作作，肌肌肉肉在在完完成成动动作作时时抖抖动动而而把把握握不不住住动动作作的的方方向向，即在运动过程中的震颤。即在运动过程中的震颤。小脑共济失调小脑共济失调（cerebellar ataxia）人人共共济济失失调调表表现现为为意意向向性性震震颤颤，即即在在运运动动过过程程中中的的震震颤颤；动动作作的的分分解解；运运动动时时离离开开指指定定的的线线路路；不不能能快快速速变变换换运运动动。这这种种动动作作性性协协调调障障碍碍称称为为小小脑脑共共济济失失调

29、调。说说明明这这部部分分小小脑脑是是对对肌肌肉肉在在运运动动进进行行过过程程中中起起协协调调作作用用的。的。皮层小脑皮层小脑 皮皮层层小小脑脑指指后后叶叶的的外外侧侧部部，不不接接受受外外周周感感觉觉的的传传入入信信息息，仅仅接接受受由由大大脑脑皮皮层层广广大大区区域域（感感觉觉区区、运运动动区区、联联络络区区）传来的信息。传来的信息。皮皮层层小小脑脑与与运运动动区区、感感觉觉区区、联联络络区区之之间间的的联联合合活活动动和和运运动动计计划划的的形形成成及及运动程序的编制有关运动程序的编制有关。3 3、小小脑脑皮皮层层内内的的局部神经元回路局部神经元回路六、六、小结与课后思考题小结与课后思考题110页页复习题：复习题：3-6思考题：思考题：2-3