3.4神经活动对躯体运动调节.ppt

1、第四节 神经系统对躯体运动的调节 躯体运动,不论是反射性的或随意性的，都是在一定的肌紧张和一定的姿势前提下进行的。 神经系统是躯体运动的调度者，从脊髓到大脑皮层，各级中枢对躯体运动都能进行调节。,几种主要躯体运动的反射 反 射 刺 激 感受器 中 枢 屈 反 射 伤害性刺激 痛觉 脊髓 (和对侧伸反射) 牵张反射 牵张刺激 肌梭 脊髓、延髓 (腱反射和肌紧张) 紧张迷路反射 重力刺激 耳石器 延髓 迷路翻正反射 重力刺激 耳石器 中脑 视翻正反射 视刺激 眼 大脑皮层 跳跃反射 站立状态向一侧 肌梭 大脑皮层 放置反射 视刺激及本体刺激 各种来源 大脑皮层,一、脊髓对躯体运动的调节 脊髓是完成

2、躯体运动最基本的反射中枢。,脊髓前角运动N元,皮层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,(一)运动单位与最后公路的概念,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。,（二)脊髓的躯体运动反射 1.屈反射与对侧伸反射 屈反射（flexion reflex） 概念：受到伤害刺激一侧肢体的屈肌收缩、伸肌舒张，使该肢体屈曲的反射。 意义：屈反射使肢体离开伤害性刺激，具有保护性意义。 对侧伸反射（crossedextensor reflex） 概念：受到伤害刺激一侧肢体屈曲的同时，对侧肢体出

3、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。,2.牵张反射 概念： 与神经中枢保持正常联系的骨骼肌，在受到外力牵拉使其伸长时，引起受牵拉的同一肌肉收缩的反射活动称为牵张反射(stretch reflex)。,感受装置肌梭,感受装置肌梭,梭外肌：,肌 梭：内有二种感受器：,梭内肌：,与肌梭呈并联关系。,与肌梭呈串联关系。,环旋末梢：,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,肌梭敏感性、兴奋性,牵拉肌梭环旋末梢,梭内肌收缩,N元兴奋,N元兴奋梭外肌收缩

4、对抗牵拉刺激。 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。,运动神经元,牵张反射的类型： 腱反射(位相性牵张反射) : 指快速牵拉肌腱时发生的牵张反射。如：膝跳反射、跟腱反射。 特点：腱反射是单突触反射。 反射时很短，耗时约0.7ms。 意义:了解神经系统的某些功能状态。 如果腱反射减弱或消失，提示该反射弧的某个部分有损伤； 若腱反射亢进，说明控制脊髓的高级中枢的作用减弱。,膝跳反射弧： 叩击肌腱 肌肉受到牵拉刺激 肌梭兴奋性 Ia类和类 N纤维传入 运动元兴奋 梭外肌收缩,膝跳反射,肌紧张(紧张性牵张反射) ： 概念：缓慢而持续地牵拉肌腱时

5、所引起的牵张反射。,对抗肌肉的牵拉以维持身体的姿势，是一切躯体运动的基础。 破坏肌紧张的反射弧，可出现肌张力的减弱或消失，表现为肌肉松弛，无法维持身体的正常姿势。,意义：,属于多突触反射。 无明显的运动表现，骨骼肌处于持续轻微的收缩状态。,特点：,肌紧张机制:,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,环的意义：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实现的。,环的作用,3.反牵张反射： 概念：牵拉肌肉引起牵张反射，腱器官传入冲动增多，导致支配被牵拉肌肉的运动

6、N元抑制，使牵张反射受到抑制的反射称为反牵张反射(inverse stretch reflex)。 意义：防止被牵拉肌肉受到损伤。,原因： 梭外肌与肌梭呈并联关系，梭外肌与腱器官呈并联关系； 肌梭感受肌肉的长度变化(肌梭感受长度)，腱器官感受肌肉的张力变化(腱器官感受张力)； 腱器官对被动牵拉不敏感，而对肌肉的主动收缩异常敏感。 当肌肉受到牵拉时，首先兴奋肌梭而发动牵张反射，引致受牵拉肌肉收缩，导致腱器官兴奋而发动反牵张反射。,（三）脊休克(spinal shock） 概念:指脊髓与高位中枢离断(脊动物)时，横断面以下脊髓的反射功能暂时消失的现象。 主要表现: 横断面以下脊髓所支配的骨骼肌紧张

7、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。,特点：上述表现是暂时的，脊髓反射可逐渐恢复: 恢复的快慢与种族进化程度有关: 低等动物恢复快，高等动物恢复慢。如蛙仅数分钟，狗需数天，人则需要数周至数月才能逐渐恢复。 恢复的快慢与反射弧的复杂程度有关：简单的反射先恢复(如屈反射、腱反射等)；复杂的反射后恢复(如对侧伸反射等)。 人类发生脊休克恢复后，排便排尿反射由原先的潴留变为失禁。,（四）节间反射(intersegmental reflex) 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

8、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骚爬动作，称为骚爬反射(scratching reflex)。,二、脑干对肌紧张的调节,(一)脑干网状结构 电刺激延髓脑干网状结构不同区域，观察到存在： 抑制区：抑制肌紧张和肌运动的区域，范围较小； 易化区：加强肌紧张和肌运动的区域，范围较大。,高级中枢对肌紧张和肌运动的作用可能有二种机制： 易化或抑制脊髓运动N元，直接调节肌肉的收缩； 易化或抑制脊髓运动N元，通过环改变肌梭敏感性而 间接调节肌运动。,1：网状结构易化区,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)

9、,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）,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

10、脑干切线,去大脑僵直的发生机制：,临床:中脑受压(血肿、肿瘤)、病毒性脑炎,可出现类似去大脑僵直现象。,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。,2.牵张反射 概念：与神经中枢保持正常联系的骨骼肌，在受到外力牵拉使其伸长时，引起受牵拉的同一肌肉收缩的反射活动称为牵张反射(stretch reflex)。,感受装置肌梭,梭外肌：,肌 梭：内有二种感受器：,梭内肌：,与肌梭呈并联关系。,与肌梭呈串联关系。,环旋末梢：,N元支配,N元支配,花枝末梢：,牵张反射的感受,装置，兴奋由Ia类N纤维传入。,与本体感觉有

11、关，兴奋由类N纤维传入。,结构特点：,机能特点：,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,N元兴奋梭外肌收缩对抗牵拉刺激。 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。,运动神经元,牵张反射的类型： 腱反射(位相性牵张反射) : 指快速牵拉肌腱时发生的牵张反射。如：膝跳反射、跟腱反射。 特点：腱反射是单突触反射。 反射时很短，耗时约0.7ms。 意义:了解神经系统的某些功能状态。 如果腱反射减弱或消失，提示该反射弧的某个部分有损伤； 若腱反射亢进，说明控制脊髓的高级中枢的作用减弱。,膝跳反射弧： 叩击肌腱 肌肉受到

12、牵拉刺激 肌梭兴奋性 Ia类和类 N纤维传入 运动元兴奋 梭外肌收缩,膝跳反射,肌紧张(紧张性牵张反射) ： 概念：缓慢而持续地牵拉肌腱时所引起的牵张反射。,对抗肌肉的牵拉以维持身体的姿势，是一切躯体运动的基础。 破坏肌紧张的反射弧，可出现肌张力的减弱或消失，表现为肌肉松弛，无法维持身体的正常姿势。,意义：,属于多突触反射。 无明显的运动表现，骨骼肌处于持续轻微的收缩状态。,特点：,肌紧张机制:,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,骨骼肌处于持续轻微的收缩状态, 环,环的意义：使肌肉维持于缩短状态。 脑干某些

13、中枢调节肌紧张是通过兴奋环实现的。,环的作用,3.反牵张反射： 概念：牵拉肌肉引起牵张反射，腱器官传入冲动增多，导致支配被牵拉肌肉的运动N元抑制，使牵张反射受到抑制的反射称为反牵张反射(inverse stretch reflex)。 意义：防止被牵拉肌肉受到损伤。,原因： 梭外肌与肌梭呈并联关系，梭外肌与腱器官呈并联关系； 肌梭感受肌肉的长度变化(肌梭感受长度)，腱器官感受肌肉的张力变化(腱器官感受张力)； 腱器官对被动牵拉不敏感，而对肌肉的主动收缩异常敏感。 当肌肉受到牵拉时首先兴奋肌梭而发动牵张反射受牵拉肌肉收缩腱器官兴奋而发动反牵张反射。,（三）脊休克(spinal shock） 概念

14、:指脊髓与高位中枢离断(脊动物)时，横断面以下脊髓的反射功能暂时消失的现象。 主要表现: 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。,特点：上述表现是暂时的，脊髓反射可逐渐恢复: 恢复的快慢与种族进化程度有关: 低等动物恢复快，高等动物恢复慢。如蛙仅数分钟，狗需数天，人则需要数周至数月才能逐渐恢复。 恢复的快慢与反射弧的复杂程度有关：简单的反射先恢复(如屈反射、腱反射等)；复杂的反射后恢复(如对侧伸反射等)。 人类发生脊休克恢复后，排便排尿反射由原先的潴留变为失禁。,（四）节间反射(intersegmental reflex)

15、 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骚爬动作，称为骚爬反射(scratching reflex)。,二、脑干对肌紧张的调节,(一)脑干网状结构 电刺激延髓脑干网状结构不同区域，观察到存在： 抑制区：抑制肌紧张和肌运动的区域，范围较小； 易化区：加强肌紧张和肌运动的区域，范围较大。,高级中枢对肌紧张和肌运动的作用可能有二种机制： 易化或抑制脊髓运动N元，直接调节肌肉的收缩； 易化或抑制脊髓运动N元，通过环改变肌梭敏感性而 间接调节肌运动。

16、,1：网状结构易化区,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）,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

17、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,去大脑僵直的发生机制：,临床:中脑受压(血肿、肿瘤)、病毒性脑炎,可出现类似去大脑僵直现象。,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。,三、基底神经节对运动的调节,(一)基底神经节的组成及连接:,纹 状 体,尾 核,壳 核,苍 白 球,丘脑底核,黑 质,红核,丘 脑,运动皮层,脊髓,基底神经节,新皮层 基底 神经节 丘脑 运动皮层,纹状体 黑质 纹状体,GABA,DA,两个环

18、路,(二)基底神经节的功能及病变: 基底神经节内存在纹状体黑质纹状体环路， 对肌紧张的控制和随意运动的稳定起着重要的作用。,当纹状体内的 胆碱能N元兴奋 释放ACh 肌张力,当黑质内的 多巴胺能N元兴奋 释放多巴胺(DA) 抑制纹状体内的 胆碱能N元兴奋性,当黑质内的多巴胺能N元功能(纹状体内的胆碱能N元功能)运动调节功能障碍的临床表现,基底神经节病变的临床表现: 肌紧张增强运动过少综合症 临床病症：震颤麻痹（帕金森氏症）。 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

19、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:,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)或阻断乙酰胆碱的药物 (如阿托品等)，可缓解症状。,肌紧张过低而运动过多综合征 临床病症: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:,用耗竭多巴胺递质的药物(如利血平)， 可缓解症状。,治疗方案:,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

20、功能相对亢进 随意运动,肌紧张过少运动过多综合征 肌紧张过少运动过多综合征 病症 舞蹈病、手足徐动症 表现 肌紧张减低， 头部和上肢不自主舞蹈样动作 病变 纹状体 机制 胆碱能N元功能 和GABA能N元功能 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,震颤麻痹(帕金森氏病),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：,四、大脑

21、皮层对运动的调节,(一)大脑皮层运动区,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、协调随意运动,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,第二运动区等,(5、6、7、8、18、19区),双侧支配, , ,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。,锥体系与锥体外系功能特点,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 肌 萎 缩 不明显 明 显,上运动神经元指管理脊髓运动N元