第八章 運(yùn)動的控制

第八章運(yùn)動的控制2023/3/30生理心理學(xué)1第一頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)2第一節(jié)肌肉和運(yùn)動單位一、概論1、人和其他動物的行為都是由運(yùn)動組成。2、名詞解釋：運(yùn)動：含義較廣，全身的運(yùn)動，每條肌肉的收縮。動作：指有秩序的多個(gè)肌肉群的活動組成的運(yùn)動。行為：比較抽象，可以指一個(gè)動作，也可以指一系列的動作，而且它還有一定的目的、意義。3、人所有動作都是神經(jīng)控制的肌肉群的收縮模式的產(chǎn)物。第二頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)3第一節(jié)肌肉和運(yùn)動單位二、肌肉肌肉在接收神經(jīng)信號后產(chǎn)生收縮或舒張，肌肉的活動產(chǎn)生力，作用于身體的有關(guān)部位而產(chǎn)生運(yùn)動。肌肉是最主要的運(yùn)動器官。每一個(gè)肌肉只能向一個(gè)方向收縮，向兩個(gè)不同方向運(yùn)動時(shí)，需要兩組作用相反的肌肉，稱為拮抗肌。第三頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)4第一節(jié)肌肉和運(yùn)動單位1、肌纖維的組成A．平滑?。簝?nèi)臟器官B．心肌：心臟C：骨骼?。很|體骨骼肌纖維：慢肌纖維：含大量肌紅蛋白，血管豐富，受直接刺激時(shí)產(chǎn)生較慢的收縮，而且不易疲勞?？旒±w維：被刺激時(shí)，產(chǎn)生快的收縮，易疲勞，主要用于產(chǎn)生強(qiáng)烈但保持時(shí)間不長的收縮。另一類肌纖維的特性介于兩者之間。第四頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)5第一節(jié)肌肉和運(yùn)動單位2、感受器肌肉內(nèi)的感受器提供有關(guān)肌肉的長度、張力及其變化的信息。A．肌梭感受器：呈梭形，位于肌纖維之間，肌梭內(nèi)有兩種感受器，初級感受末梢和次級感受末梢。初級感受末梢主要檢測肌肉的長度變化速率，次級感受末梢主要檢測肌肉的長度。肌肉牽拉時(shí)，肌肉的長度不斷變化，初級感受末梢的放電頻率顯著增加，牽拉速度越快，放電頻率也越高。當(dāng)肌肉維持在被拉長的新長度時(shí)，初級感受末梢的放電減少，而次級感受末梢的放電仍維持于較高的水平。第五頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)6第一節(jié)肌肉和運(yùn)動單位B．高爾基腱器位于肌肉與肌腱之間。當(dāng)肌肉主動收縮時(shí)，腱器放電增多，而肌梭的放電減少或停止。主要檢測肌肉的張力。第六頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)7第一節(jié)肌肉和運(yùn)動單位3、神經(jīng)肌肉接頭指在運(yùn)動神經(jīng)纖維與肌纖維連接之處，突觸遞質(zhì)為乙酰膽堿。第七頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)8第一節(jié)肌肉和運(yùn)動單位三、運(yùn)動單位和脊髓反射運(yùn)動單位：是指一個(gè)運(yùn)動神經(jīng)元與它們所支配的全部肌纖維。脊髓反射：是指在脊髓水平上機(jī)體對刺激外周感受器所產(chǎn)生的反應(yīng)。第八頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)9第一節(jié)肌肉和運(yùn)動單位1、運(yùn)動系統(tǒng)的雙重目的：運(yùn)動和穩(wěn)定舉例：眼球運(yùn)動A．快速跳動的眼運(yùn)動：快速掃視，眼球的運(yùn)動幅度變化最大，是人體最快的運(yùn)動。B．平穩(wěn)的跟蹤運(yùn)動：轉(zhuǎn)動的方向和速度與目標(biāo)的運(yùn)動一致，運(yùn)動平穩(wěn)。第九頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)10第一節(jié)肌肉和運(yùn)動單位2、拋射式的和連續(xù)的運(yùn)動控制拋射式的運(yùn)動是快速的，它的軌道是剎那間的暴發(fā)力決定的，射發(fā)后不能改變。連續(xù)運(yùn)動是整個(gè)運(yùn)動過程中都不斷受到矯正的運(yùn)動。第十頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)11第一節(jié)肌肉和運(yùn)動單位3、中樞程序和周緣策動的概念是和反射性質(zhì)的運(yùn)動概念相對立的，在正常情況下日常活動過程中，既有中樞程序，也有周緣控制的運(yùn)動。舉例：吞咽運(yùn)動。第十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)12第一節(jié)肌肉和運(yùn)動單位4、反饋和前饋的控制反饋就是輸出所產(chǎn)生的后果，反作用于接受系統(tǒng)。舉例：肌肉運(yùn)動第十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)13第一節(jié)肌肉和運(yùn)動單位開線路的系統(tǒng)中，控制器只根據(jù)某種傳入信息（如前庭器的傳入）一次決定它的輸出，而不受輸出所控制的肌肉的反饋影響，因此也稱為前饋的控制。前饋一詞也包含著這樣的意思，即如在每一次出現(xiàn)前庭動眼反射時(shí)都有一個(gè)控制的記錄，記住這一反射活動模式的后果。第十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)14第二節(jié)運(yùn)動的各種控制機(jī)制一、脊髓對運(yùn)動的控制1、1947年，謝靈頓研究脊髓的運(yùn)動系統(tǒng)2、脊髓動物：A．搔反射：是由中樞程序控制的。在搔癢時(shí)，脊髓中的搔動作模式的發(fā)生器送出信號，經(jīng)脊髓小腦腹束到達(dá)小腦，小腦根據(jù)這種信號發(fā)出調(diào)節(jié)性的指令給前庭核，這一整套程序，在沒有傳入信號的情況下，都是通過脊髓內(nèi)在的神經(jīng)連接來調(diào)理的。B．行走：是中樞程序化的循環(huán)控制；脊髓內(nèi)在的機(jī)器和周緣感覺輸入的交互作用。第十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)15第二節(jié)運(yùn)動的各種控制機(jī)制3、孤立的脊髓不能實(shí)現(xiàn)完整的行為，它的主要工作只是控制兩腿的伸肌和屈肌的循環(huán)的抑制，做簡單的擺動動作，當(dāng)然也能利用直接傳入脊髓的信息及時(shí)地改變伸肌或屈肌的收縮程度和它們的調(diào)整活動模式。第十五頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)16第二節(jié)運(yùn)動的各種控制機(jī)制二、超脊髓的控制一個(gè)健全人的一切行動都涉及大腦皮質(zhì)、小腦、基底神經(jīng)節(jié)和脊髓的交互作用。1、腦的活動和運(yùn)動的時(shí)間關(guān)系實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動皮質(zhì)細(xì)胞的放電比肌肉收縮約早60ms，另外，基底神經(jīng)節(jié)、小腦、丘腦腹外側(cè)核的細(xì)胞放電都在動作出現(xiàn)前放電。第十六頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)17第二節(jié)運(yùn)動的各種控制機(jī)制2、小腦運(yùn)動系統(tǒng)的控制機(jī)制小腦皮質(zhì)經(jīng)普肯野氏細(xì)胞的軸突傳出的神經(jīng)沖動都是抑制性的，小腦皮質(zhì)功能完全像是煞車，是通過抑制和去抑制。第十七頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)18第二節(jié)運(yùn)動的各種控制機(jī)制3、基底神經(jīng)節(jié)的控制機(jī)制基底神經(jīng)節(jié)操作后，病人似乎失去了關(guān)于他自己的動作的內(nèi)在模型和程序，因此不能自發(fā)地產(chǎn)生運(yùn)動和預(yù)見性地去控制它。第十八頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)19第二節(jié)運(yùn)動的各種控制機(jī)制三、運(yùn)動的可塑性：學(xué)習(xí)的和有意的動作1、前庭動眼反射的可塑性及其機(jī)制舉例證明小腦在運(yùn)動技能學(xué)習(xí)中是一個(gè)極重要的結(jié)構(gòu)2、運(yùn)動的學(xué)習(xí)3、中樞預(yù)制程序和動作的控制第十九頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)20第二節(jié)運(yùn)動的各種控制機(jī)制四、運(yùn)動皮質(zhì)中的反射活動和意向活動的比較反射性活動：潛伏期短，是皮質(zhì)神經(jīng)元對皮質(zhì)、肌肉或關(guān)節(jié)感受器輸入的信號的反應(yīng)。意向性活動：潛伏期長，中樞程序決定，還要學(xué)習(xí)。兩者涉及的輸入和輸出的線路是很不相同的。第二十頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)21第二節(jié)運(yùn)動的各種控制機(jī)制隨意運(yùn)動的神經(jīng)組織的模型：一種方式是從一開始腦就給脊髓的運(yùn)動神經(jīng)元的完備的指令。另一種方式是預(yù)先的計(jì)劃不十分完備，在執(zhí)行中由各個(gè)腦區(qū)發(fā)揮不同的作用，即所謂的功能分工，某一腦區(qū)在一定的時(shí)間專門給身體的某部一個(gè)運(yùn)動的命令。第二十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)22第二節(jié)運(yùn)動的各種控制機(jī)制大腦皮質(zhì)的運(yùn)動區(qū)的作用是根據(jù)肌肉、關(guān)節(jié)和皮膚感受器反射的信息不斷地衡量運(yùn)動的情況，給腦提供有運(yùn)動后果的信息，以便及時(shí)地修改運(yùn)動的指令第二十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)23第三節(jié)運(yùn)動的腦機(jī)制一、大腦對運(yùn)動的控制運(yùn)動控制的最高水平是大腦皮層運(yùn)動區(qū)。皮層脊髓束（錐體束）→內(nèi)囊→中腦腹側(cè)→在延髓集合成錐體→大部分纖維交叉到對側(cè)→外側(cè)皮層脊髓束→脊髓的背外側(cè)→脊髓運(yùn)動神經(jīng)元→控制對側(cè)肢體的隨意運(yùn)動

皮層脊髓束（錐體束）→內(nèi)囊→中腦腹側(cè)→在延髓集合成錐體→少量不交叉→腹側(cè)皮層脊髓束→脊髓腹側(cè)→投射雙側(cè)，支配軀干中線肌肉的運(yùn)動神經(jīng)元皮層延髓束→腦干的腦神經(jīng)運(yùn)動核→控制面部的肌肉運(yùn)動第二十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)24第三節(jié)運(yùn)動的腦機(jī)制1、初級運(yùn)動皮層刺激中央溝的前面皮層引起特異運(yùn)動，且刺激的閾值最低，這個(gè)區(qū)域稱為初級運(yùn)動皮層。運(yùn)動皮層的分布雖然有軀體定位規(guī)律，但不是簡單的點(diǎn)對點(diǎn)的圖譜。第二十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)25第三節(jié)運(yùn)動的腦機(jī)制2、初級運(yùn)動皮層附近的運(yùn)動區(qū)域這些區(qū)域以不同的方式影響運(yùn)動的控制，稱為次級運(yùn)動區(qū)。A．前運(yùn)動區(qū)和輔助運(yùn)動區(qū)通過額橋小腦束等皮層下的環(huán)路聯(lián)系。在運(yùn)動的計(jì)劃過程中前運(yùn)動區(qū)、輔助運(yùn)動區(qū)和前額葉皮質(zhì)，非?；钴S，在運(yùn)動的準(zhǔn)備過程中也很活躍，而在運(yùn)動本身發(fā)生時(shí)興奮性下降。前額葉損害可以出現(xiàn)主動性喪失以及人格變化等。第二十五頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)26第三節(jié)運(yùn)動的腦機(jī)制B．后頂葉皮層左側(cè)后頂葉皮層與語言文字信息加工有關(guān)，右側(cè)后頂葉皮層與空間位置信息有關(guān)。頂后葉損傷的患者能夠精確地描述他所見之物，包括物體的大小形狀和棱角，也能夠走向聲音來源的方向，但是不能走向他所見之物的方向或伸出手去抓它。面枕葉皮質(zhì)受損的患者，不能描述物體大小，形狀或位置，但能夠伸手去撿起它，行走時(shí)能夠跨過這些物體或圍著它轉(zhuǎn)圈。第二十六頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)27第三節(jié)運(yùn)動的腦機(jī)制二、腦干對運(yùn)動的控制腦干在運(yùn)動控制中是最低級脊髓以上的中樞。1、脊側(cè)束又稱錐體束：起源于大腦皮層，經(jīng)腦干后交叉到對側(cè)的脊髓，控制肢體運(yùn)動。2、腹側(cè)中間束：包括許多來自運(yùn)動區(qū)、輔助運(yùn)動區(qū)以及其他部位的纖維。第二十七頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)28第三節(jié)運(yùn)動的腦機(jī)制A．網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)脊髓束：是控制軀體運(yùn)動和姿勢的重要中樞。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：是腦干中央部的神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)纖維的集合區(qū)，它接受來自脊髓、皮層基底帶和小腦的投射。B．前庭脊髓束：來源于前庭核的纖維投射到眼外肌的脊髓，同時(shí)還接受來自小腦、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、皮層視中樞等投身纖維，成為控制眼肌運(yùn)動的重要中樞。主要控制頸部、肩部和軀干的運(yùn)動，這些運(yùn)動都是雙側(cè)的，受損影響行走、轉(zhuǎn)身等動作第二十八頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)29第三節(jié)運(yùn)動的腦機(jī)制三、小腦在運(yùn)動中的功能其主要作用是維持軀體平衡，調(diào)節(jié)肌肉張力和協(xié)調(diào)隨意運(yùn)動。另外，小腦在技巧性運(yùn)動的獲得和建立過程中發(fā)揮運(yùn)動學(xué)習(xí)的作用。1、小腦的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及纖維聯(lián)系小腦皮層分三層：分子層，普肯耶細(xì)胞層，顆粒層第二十九頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)30第三節(jié)運(yùn)動的腦機(jī)制A．小腦的傳入纖維：前庭、脊髓及大腦皮層B．普肯耶細(xì)胞：是小腦皮層神經(jīng)元環(huán)路的核心，它的軸突構(gòu)成小腦皮層的唯一傳出途徑，它是一個(gè)抑制性神經(jīng)元，通過軸突末梢釋放遞質(zhì)GABA，強(qiáng)烈抑制小腦深核和前庭核的活動。C．平行纖維：是顆粒細(xì)胞的軸突，是一組相互平行的神經(jīng)纖維，它是唯一的興奮性神經(jīng)元。第三十頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)31第三節(jié)運(yùn)動的腦機(jī)制D．小腦皮層的細(xì)胞構(gòu)筑和排列方式：普肯耶細(xì)胞層是單層的大細(xì)胞胞體逐個(gè)排列而成的平面，平行纖維垂傳行其間，與普肯耶細(xì)胞的樹突分支形成興奮性突觸。E．神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)：傳入的興奮沖動通過平行纖維逐個(gè)引起普肯耶細(xì)胞興奮，第一個(gè)普肯耶細(xì)胞發(fā)出抑制性沖動，到小腦深核和腦干腹側(cè)核。F．小腦的傳出纖維：主要發(fā)自齒狀核，大部分上行止于丘腦的腹側(cè)核。第三十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)32第三節(jié)運(yùn)動的腦機(jī)制2、小腦的運(yùn)動控制功能按照功能和進(jìn)化的不同，把小腦分為三個(gè)主要的功能部分：A．前庭小腦（又稱古小腦）：主要由絨球小葉構(gòu)成，主要控制軀體的平衡和眼球運(yùn)動。B．脊髓小腦（又稱舊小腦）：位于小腦蚓部，接受脊髓傳入纖維，并傳出纖維到腦干和大腦皮層。功能是利用外周感覺反饋信息控制肌肉的張力和調(diào)節(jié)進(jìn)行中的運(yùn)動。受損時(shí)，共濟(jì)失調(diào)，辨距不明，意向性震顫等。第三十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日2023/3/30生理心理學(xué)33第三節(jié)運(yùn)動的腦機(jī)制C．皮層性小腦（又稱新小腦）：指小腦半腦的外側(cè)區(qū)，接受大腦皮層各區(qū)的輸入，傳出到大腦皮層的運(yùn)動區(qū)及前區(qū)，主要參與隨意運(yùn)動的發(fā)起和計(jì)劃，另一個(gè)重要作用為運(yùn)動定時(shí)。損傷時(shí)，臨床速度和節(jié)奏的紊