醫(yī)院培訓課件：《神經系統(tǒng)與運動控制》

神經系統(tǒng)與運動控制

人體姿勢的維持和有意識的運動,都是骨骼肌的活動。在進行這些運動時，首先人體要保持平衡和維持一定姿勢，在這個基礎上有多個肌群協(xié)同活動。肌肉有節(jié)奏地收縮骨骼和關節(jié)活動，才能維持軀姿勢和發(fā)起各種運動。人體的肌肉都有一定的緊張性，它是軀體保持平衡，維持姿勢，產生隨意運動的基礎，它接受高級中樞的控制和調節(jié)。運動控制.

指肢體精確完成特定活動的能力。在狹義指上運動神經元體系對肢體運動的協(xié)調控制，涉及大腦皮質、小腦、腦干網狀結構、前庭等。廣義還包括下運動神經元病變、骨關節(jié)病變和神經-肌肉病變的參與。.

運動控制的基本要素包括力量、速度、精確和穩(wěn)定。.神經支配的軀體運動形式.

（1）反射性運動：運動形式固定，反應迅速，不受意識控制。主要在脊髓水平控制完成，包括感受器，感覺傳入纖維，脊髓前角運動神經元及其傳出纖維。中間神經元在反射性運動中可以有一定的調控作用。.

臨床常見的反射有保護反射和牽張反射。例如疼痛的撤退反射等。此類運動的能量應用效率最高。神經支配的軀體運動形式.

（2）模式化運動：運動形式固定、有節(jié)奏和連續(xù)性運動、主觀意識控制運動開始與結束，運動由中樞模式調控器（CPG）調控。除了CPG機制外，模式化運動已知與錐體外系和小腦系統(tǒng)的機能相關，出現(xiàn)下意識的橫紋肌自動節(jié)律性收縮來“控制”。例如步行就是典型的模式化運動。神經支配的軀體運動形式.

（3）隨意性運動：整個運動過程均受主觀意識控制，可以通過運動學習過程不斷提高，并獲得運動技巧。隨意運動主要是錐體束的機能，由橫紋肌的收縮來完成。.

皮層的隨意運動沖動受兩個神經元體系控制：a.上運動神經元-皮層脊髓束和皮層腦干束；b.下運動神經元。運動控制的神經調節(jié).

脊髓與運動調節(jié).

低位腦干對肌緊張的調節(jié).

小腦對運動的調節(jié).

基底神經節(jié)與運動調節(jié).

大腦皮層與運動控制脊髓與運動調節(jié)脊髓的運動神經元:在脊髓的前角中，存在大量運動神經元（α和γ運動神經元），它們的軸突(α和γ神經纖維)經前根離開脊髓后直達所支配的肌肉。.

(1)α運動神經元:完成隨意運動的運動神經元。.

α運動神經元胞體直徑從幾十到150μm。.

大α運動神經元支配其軸突支配

梭外肌(位于肌梭外的骨骼肌纖維)中的快肌纖維。.

小α運動神經元支配軸突支配梭外肌中的慢肌纖維。α運動神經元末梢釋放的遞質是ACh;α運動神經元接受來自皮膚、肌肉和關節(jié)等外周傳入的信息，也接受從腦干到大腦皮層等主位中樞傳的信息，產生一定的反射傳出沖動。因此,α運動神經元是軀干骨骼肌運動反射的最后公路。運動單位:

由一個α運動神經元及其支配的全部肌纖維所組成的功能單位，稱為運動單位。α運動神經元的軸突末梢分成許多小支，支配許多肌纖維。當α運動神經元興奮時，其軸突末梢釋放乙酰膽堿，引起肌纖維收縮。運動單位的大小，決定于神經元軸突開梢分支數(shù)目的多少，一般是肌肉愈大，運動單位也愈大。例如:一個眼外肌運動神經元只支配6-12根肌纖維。一個四肢?。ㄈ缛羌。┑倪\動神經元所支配的肌纖維數(shù)目可達2000根。前者有利于肌肉進行精細的運動，后者有利于產生巨大的肌張力。同一個運動單位的肌纖維，可以和其他運動單位的肌纖維交叉分布，使其所占有的空間范圍比該單位肌纖維截而的總和大10-30倍；因此，即使只有少數(shù)運動神經元活動，在肌肉中產生的張力也是均勻的。(2)γ運動神經元:調節(jié)肌緊張γ運動神經元的胞體分散在α運動神經元之間，其胞體較α運動神經元為小。γ運動神經元的軸突經前根離開脊髓支配骨骼肌骨的梭內肌纖維。前根中神經纖維的三分之一為γ神經纖維。γ運動神經元的興奮性較高，常以較高頻率持續(xù)放電。在安靜和麻醉的運動中都觀察到。γ運動神經元末梢也是釋放乙酰膽堿調節(jié)肌梭對牽拉刺激的敏感性。（3）牽張反射牽張反射:

神經支配的骨骼肌受到外力牽拉使其伸長時，能產生反射效應，引起受牽扯的同一肌肉收縮，此稱為牽張反射。牽張反射有兩種類型，一種為腱反射(也稱位相性牽張反射),另一種為肌緊張(也稱緊張性牽張反射)。腱反射.

是指快速牽拉肌腱時發(fā)生

的牽張反射,包括膝反射,跟腱反射等。.

這些腱反射的感受器為肌梭，傳入為Iα纖維，效應器為同一肌肉的肌纖維；反射反應的潛伏期很短，興奮通過中樞的傳布時間公0.7ms，只夠一次突觸接替的中樞延擱時間。腱反射為單突觸反射，傳入神經纖維經背根進入脊髓灰質后，直達前角與運動神經元發(fā)生突觸聯(lián)系。當叩擊肌腱時，肌肉內的肌梭同時受到牽張，同時發(fā)動牽張反射。因此肌肉的收縮幾乎是一次同步性收縮。腱反射主要發(fā)生于肌肉內收縮較快的快肌纖維成分。腱反射的臨床意義：了解神經系統(tǒng)的功能狀態(tài)。腱反射減弱或消退，提示反射弧某一環(huán)節(jié)的損害或中斷；腱反射亢進，提示高位中樞病變。肌緊張.

是指緩慢持續(xù)牽拉腱時發(fā)生的牽張反射，其表現(xiàn)為受牽拉攏肌肉能發(fā)生緊張性收縮，阻止被拉長。.

肌緊張是維持軀體姿勢最基本的反射活動，是姿勢反射的基礎。因而肌緊張對于維持站立姿勢是必不可少的。例如:由于重力影響，支持體重的關節(jié)趨向于被重力所彎曲，關節(jié)彎曲必使伸肌肌腱受到持續(xù)牽拉，從而產生牽張反射引起該肌的收縮，對抗關節(jié)的屈曲，維持站立姿勢。由于重力經常作用于關節(jié)，因此這種牽張反射也就持續(xù)著。保持軀體的平衡，維持一定的姿勢，給隨意運動創(chuàng)造必需的條件。.

肌緊張與腱反射的反射弧基本相似，感受器是肌梭，是多突觸反射，其效應器主要是肌肉內收縮較慢的慢肌纖維成分。.

肌緊張的反射收縮力量并不大，只是抵抗肌肉被牽拉，因此不表現(xiàn)明顯的動作。這可能是因為在同肌肉內的不同運動單位進行交替性的收縮而不是同步性收縮，所以肌緊張能持久維持而不易疲勞。牽張反射（尤其是肌緊張）的主要生理意義在于維持人體的站立姿勢.伸肌和屈肌都有牽張反射，但脊髓的牽張反射主要表現(xiàn)在伸肌。屈肌的牽張反射不明顯，而是表現(xiàn)為屈肌的拮抗?。ㄉ旒。┑囊种?。因此伸肌比屈肌的牽張反射明顯符合生理情況。.

牽張反射的基本反射弧是簡單的，但在整體內牽張反射是受高位中樞調節(jié)的，而且可以建立條件反射。腱反射的減弱或消失，常提示反射弧的傳入、傳出通路受脊髓反射中樞的損害或中斷；而腱反射的亢進，則常提示高位中樞的病變（例如錐體束綜合癥）。因此，臨床上常用測定腱反射的方法來了解神經系統(tǒng)與運動有關的功能狀態(tài)。屈肌反射與對側伸肌反射.

屈肌反射:

在脊動物的皮膚接受傷害性刺激時，受刺激一側的肢體出現(xiàn)屈曲的反應，關節(jié)的屈肌收縮而伸肌馳緩，稱為屈肌反射。.

屈肌反射具有保持性意義。.

對側伸肌反射:

屈肌反射的強度與刺激強度有關，例如足部的較弱刺激只引致踝關節(jié)屈曲，刺激強度加大，則膝關節(jié)及髖關節(jié)也可發(fā)生屈曲。如刺激強度更大，則可以同側肢體發(fā)生屈肌反向的基礎上出現(xiàn)對側肢體伸直的反射活動，稱為對側伸肌反射。.

對側伸肌反射是姿勢反射的之一，具有維持姿勢的

生理意義，動物一側肢體屈曲，對側肢體伸直以支持體重。低位腦干對肌緊張的調節(jié).

腦干網狀結構對脊髓的牽張反射有易化和抑制兩種作用，通過腦干網狀結構易化區(qū)和抑制區(qū)的活動實現(xiàn)易化區(qū)抑制區(qū)（1）腦干網狀結構易化區(qū).

腦干網狀結構易化區(qū)分布于腦干中央?yún)^(qū)域的背側部分，包括延髓網狀結構背外側部、腦橋和中腦的背蓋，向上一直延伸到間腦網狀結構。.

易化區(qū)經常處于一定程度的興奮狀態(tài)；通過網狀脊髓束和前庭脊髓束興奮

運動神經元而升高伸肌肌緊張。易化區(qū)（2）腦干網狀結構抑制區(qū)腦干網狀結構抑制區(qū)較小，位于延髓網狀結構的腹內側部分，通過網狀脊髓束經常抑制

運動神經元，降低伸肌肌緊張，抑制牽張反射。實驗證明，刺激抑制區(qū)時，肌梭傳入沖動頻率降低。抑制區(qū)主要抑制伸肌

運動神經元。抑制區(qū)在正常情況下，易化活動比抑制區(qū)強一些，易化區(qū)有自發(fā)放電，和腦干網狀結構上行激動系統(tǒng)一樣，它的興奮來自各種上傳通路的側支來的興奮。而抑制區(qū)并無自發(fā)的興奮，它的興奮來自大腦皮質某些區(qū)，尾狀核和舊小腦下行抑制系統(tǒng)。如果切斷聯(lián)系，抑制區(qū)的興奮即消失。去大腦僵直在中腦上、下疊體（上、下丘）之間切斷腦干的動物，稱為去大腦動物。去大腦動物由于脊髓與低位腦干相連接，因此不出現(xiàn)脊休克現(xiàn)象，很多軀體和內臟的反射活動可以完成，血壓不下降；而在肌緊張活動方面反而出現(xiàn)亢進現(xiàn)象，動物四肢伸直，頭尾昂起，脊柱挺硬，稱為去大腦僵直。去大腦僵直主要是伸?。怪亓。┚o張性亢進，四肢堅硬如柱。??去大腦僵直是在脊髓牽張反射的基礎上發(fā)展起來的，是一種增強的牽張反射。人類在某些疾病中，也可出現(xiàn)與動物去大腦僵直相類似的現(xiàn)象?？沙霈F(xiàn)下肢明顯的伸肌僵直及上肢的半屈狀態(tài)，稱為去皮層僵直。臨床上如見到患者出現(xiàn)去大腦僵直現(xiàn)象，往往表明病變已嚴重地侵犯了腦干，預后不良的信號。人類去皮層僵直及去大腦僵直A，B，C去皮層僵直A：仰臥，頭部姿勢正常時，上肢半屈B和C：轉動頭部時，上肢姿勢D：去大腦僵直，上下肢均伸直小腦對運動的調節(jié).

小腦對于維持姿勢、調節(jié)肌緊張、協(xié)調隨意運動均有重要的作用。.

根據(jù)小腦的傳入、傳出纖維的聯(lián)系，可以將小腦劃分為三個主要的功能部分，即前庭小腦、脊髓小腦和皮層小腦。.

前庭小腦主要由絨球小結葉構成，與身體平衡功能有密切關系。.

切除絨球小結葉后則平衡失調。脊髓小腦由小腦前葉(包括單小葉)和后葉中間帶區(qū)（旁中央小葉）構成。前葉抑制肌緊張,后葉中間帶加強肌緊張。皮層小腦是指小腦半球的外側部

，它僅接受由大腦皮層感覺區(qū)、運動區(qū)、聯(lián)絡區(qū)傳來的信息。它的功能與精巧運動有關,主要是運動計劃的形成及運動程序的編制有關?；咨窠浌?jié)與運動調節(jié)基底神經節(jié)包括尾（狀）核、殼核、蒼白球、丘腦底核、黑質和紅核。尾核、殼核和蒼白球統(tǒng)稱紋狀體?；咨窠浌?jié)有重要的運動調節(jié)功能:在隨意運動的穩(wěn)定、肌緊張的控制、本體感覺傳入沖動信息的處理都有重要的調節(jié)作用。臨床上在底神經節(jié)損害的主要表現(xiàn)可分為兩大類：一類是具有運動過多而肌緊張不全的綜合癥,如舞蹈病與手足徐動癥等;另一類是具有運動過少而肌緊張過強的綜合癥,實例是震顫麻痹（帕金森?。?。臨床病理的研究指出，舞蹈病與手足徐動癥的病變主要位于紋狀體，而震顫麻痹的病變主要位于黑質。大腦皮層與運動控制1大腦皮層的主要運動區(qū)大腦皮層的中央前區(qū)的4區(qū)和6區(qū)是控制軀體運動的運動區(qū)。運動區(qū)的功能特征①交叉調節(jié)支配軀體的運動，即一側皮層主要支配對側軀體的肌肉。但頭面部肌肉的支配多數(shù)是雙側性的。②具有精細的功能定位，即一定部位皮層的刺激引起一定肌肉的收縮。功能代表區(qū)的大小與運動的精細復雜程度有關；運動愈精細而復雜的肌肉，其代表區(qū)也愈大。③從運動區(qū)的定位安排呈身體的倒影；下肢代表區(qū)在頂部,上肢代表區(qū)在中間部，頭而部肌肉代表區(qū)在底部（頭面部代表區(qū)內部的安排仍為正立而不倒置）。其他運動區(qū)①

運動輔助區(qū)：位于皮層內側面(兩半球縱裂內側壁)4區(qū)之前。刺激該區(qū)可引起肢體運動和發(fā)聲，反應一般為雙側性；②

第一、二感覺區(qū)：也與軀體運動有關，如第一感覺區(qū)破壞可使已學會的操作性運動(如用刀、叉吃飯)喪失；③

8、18、19區(qū)與眼外肌運動有關。皮層運動區(qū)2錐體系??皮層的軀體運動調節(jié)功能，是通過錐體系和錐體外系下傳而完成的。錐體系一般是指由皮層發(fā)出經延髓錐體而后下達脊髓的傳導系（即錐體束或稱皮層脊髓束）；延髓錐體.

由皮層發(fā)出抵達腦神經神經運動核的纖維（皮層腦干束），雖不通過延髓錐體，也應包括在錐體系的概念之中。因為，后者與前者在功能上是相似的，兩者都是由皮層運動神經元下傳抵達支配肌肉的脊髓前角運動神經元和腦神經核運動神經元的最直接通路。.

曾認為錐體束下傳的纖維均直接與下運動神經元發(fā)生突觸聯(lián)系，但已知有80%-90%的上下運動神經元之間還間隔有一個以上中間神經元的接替。錐體外系:

協(xié)調隨意運動的下行通路,錐體系以外所有控制脊髓運動神經元活動的下行通路。皮層下的某些核團（尾核、殼核、蒼白球、黑質、紅核等）有下行通路控制脊髓的運動神經元活動，由于它們的通路在延髓錐體之外，因此稱為錐體外系。錐體外系的核團直接接受大腦皮層下行纖維的聯(lián)系，而且接受錐體束下行纖維側支的聯(lián)系，同時還經過丘腦對大腦皮層有上行纖維的聯(lián)系。錐體外系對脊髓反射的控制常是雙側性的，其功能主要與調節(jié)肌緊張、肌群的協(xié)調

性運動的關。皮層運動區(qū)和錐體系功能障礙對運動的影響由于錐體系和錐體外系在皮層的