Какой вид мускулатуры позволяет человеку осуществлять произвольные движения

Обновлено: 28.05.2024

Основные принципы и схема управления движениями. Характеристика основных функциональных блоков мозга (мозжечка, коры и ствола головного мозга). Роль различных отделов центральной нервной системы в регуляции движений. Сущность речевой регуляции движений.

Рубрика	Медицина
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	21.02.2011
Размер файла	307,7 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1.Основные принципы организации движений

1.1 Общая схема управления движениями

1.2 Рефлекторное кольцевое регулирование и программное управление движениями

1.3 Три основных функциональных блока мозга

2. Роль различных отделов ЦНС в регуляции познотонических реакций

2.1 Роль спинного мозга

2.2 Роль коры головного мозга, мозжечка и ствола мозга

3. Рефлексы поддержания позы (установочные)

4. Роль различных отделов ЦНС в регуляции движений

4.1 Роль спинного мозга и подкорковых отделов ЦНС в регуляции движений

4.2 Роль различных отделов коры больших полушарий

4.3 Речевая регуляция движений

4.4 Нисходящие моторные системы

1. Основные принципы организации движений

Выполнение двигательных актов осуществляется обширным комплексом нейронов, расположенных в различных отделах ЦНС. Такая функциональная система управления движениями является многоэтажной и многоуровневой.

1.1 Общая схема управления движениями

1.2 Рефлекторное кольцевое регулирование и программное управление движениями

В двигательной деятельности человека различают произвольные движения - сознательно управляемые целенаправленные действиям непроизвольные движения, происходящие без участия сознания и представляющие собой либо безусловные реакции, либо автоматизированные двигательные навыки. В основе управления произвольными движениями человека лежат два различных физиологических механизма: 1) рефлекторное кольцевое регулирование и 2) программное управление по механизму центральных команд.Замкнутая система рефлекторного кольцевого регулирования характерна для осуществления различных форм двигательных действий и позных реакций, не требующих быстрого двигательного акта. Это позволяет нервным центрам получать информацию о состоянии мышц и результатах их действий по различным афферентным путям и вносить поправки в моторные команды по ходу действия.Программное управление по механизму центральных команд -- это механизм регуляции движений, независимый от афферентных проприоцептивных влияний. Такое управление используется в случае выполнения кратковременных движений (прыжков, бросков, ударов, метаний), когда организм не успевает использовать информацию от проприорецепторов мышц и других рецепторов. Вся программа должна быть готова еще до начала двигательного акта. При этом отсутствует замкнутое кольцо регуляции. Управление производится по так называемой открытой петле, а активность во многих произвольно сокращающихся мышцах возникает раньше, чем регистрируется обратная афферентная импульсация. Например, при выполнении прыжковых движений электрическая активность в мышцах, направленная на амортизацию удара, возникает раньше, чем происходит соприкосновение с опорой, т. е. она носит предупредительный характер.Такие центральные программы создаются согласно сформированному в мозге (главным образом -- в ассоциативной переднелобной области коры) образу двигательного действия и цели движения. В дальнейшей конкретной разработке моторной программы принимают участие мозжечок (латеральная область его коры) и базальные ядра (полосатое тело и бледное ядро). Информация от них поступает через таламус в моторную и премоторную области коры и далее -- к исполнительным центрам спинного мозга и скелетным мышцам.Механизм кольцевого регулирования является более древним филогенетически и возникает раньше в процессе индивидуального развития. Примерно к трем годам достаточное развитие получают зрительные обратные связи, осуществляющие текущий зрительно-моторный контроль, а с 5-6 лет происходит переход к текущему контролю движений с участием проприоцептивных обратных связей. Этот механизм достигает значительного совершенства к 7-9 летнему возрасту, после чего начинается переход к формированию механизма центральных команд. К 10-11 годам повышение скорости произвольных движений обеспечивается достаточным развитием процессов предварительного программирования их пространственных и временных параметров. С этого возраста представлены оба механизма управления произвольными движениями, дальнейшее совершенствование которых продолжается вплоть до 17-19лет.

1.3 Три основных функциональных блока мозга

Среди многоэтажных систем нервных центров обобщенно можно выделить три основных функциональных блока (Лурия А. Р., 19 7 3):

1. блок регуляции тонуса, уровня бодрствования;

2. блок приема, переработки и хранения информации;

3. блок программирования, регуляции и контроля двигательной деятельности.

2. Роль различных отделов ЦНС в регуляции позно-тонических реакций

Мышечная деятельность включает в себя процессы осуществления двигательных актов и процессы поддержания позы тела. Эти процессы регулируются различными отделами ЦНС.

2.1 Роль спинного мозга

Мышечный тонус является по своей природе рефлекторным актом. Для его возникновения достаточна рефлекторная деятельность спинного мозга. При длительном растяжении мышц в поле силы тяжести возникает постоянное раздражение их проприорецепторов, потоки импульсов от которых проходят по толстым афферентным волокнам в спинной мозг, где передаются непосредственно (безучастия вставочных нейронов) на альфа-мотонейроны передних рогов и вызывают тоническое напряжение мышц. Такие двухнейронные (или моносинаптические) рефлекторные дуги лежат в основе тонических сухожильных (с рецепторов сухожилий) и миотатических рефлексов на растяжение (с рецепторов мышечных веретен). Это рефлексы активного противодействия мышцы ее растяжению. В произвольной двигательной деятельности человека иногда требуется подавление этих рефлексов, например, при выполнении шпагата. Степень тонического напряжения мышцы зависит от частоты импульсов, посылаемых к ней альфа-мотонейронами. Однако, потоки этих импульсов могут регулироваться вышележащими этажами нервной системы, в частности, неспецифическими отделами ствола мозга с помощью так называемой гамма -- регуляции. Разряды гамма-мотонейронов спинного мозга под влиянием ретикулярной формации повышают чувствительность рецепторов мышечных веретен. В результате при той же длине мышцы увеличивается поток импульсов от рецепторов к альфа-мотонейронам и далее к мышце, повышая ее тонус.

2.2 Роль коры головного мозга, мозжечка и ствола мозга

В регуляции тонуса участвует также медленная часть пирамидной системы и различные структуры экстрапирамидной системы (подкорковые ядра, красные ядра и черная субстанция среднего мозга, мозжечок, ретикулярная формация ствола мозга, вестибулярные ядра продолговатого мозга).Неспецифическая система вызывает общее изменение тонуса различных мышц: усиление тонуса осуществляет активирующий отдел ретикулярной формации среднего мозга, а угнетение -- тормозящий отдел продолговатого мозга. В отличие от нее специфическая система (моторные центры коры больших полушарий и ствола мозга) действует избирательно, т. е. на отдельные группы мышц-сгибателей или разгибателей. Усиление тонуса мышц-сгибателей вызывают корковые влияния, передающиеся непосредственно к нейронам спинного мозга но корково-спинномозговой (пирамидной) системе, а также через красные ядра (по корково-красноядерно-спинномозговой системе) и частично через ретикулярную формацию (по ретикуло-спинномозговой системе). В противоположность им, влияния, передающиеся через вестибулярные ядра продолговатого мозга к вставочным и двигательным нейронам передних рогов спинного мозга (по вестибуло-спинномозговым путям), вызывают тоническое повышение возбудимости мотонейронов мышц-разгибатслей. что обеспечивает повышение тонуса этих мышц. Мозжечок формирует правильное распределение тонуса скелетных мышц: через красные ядра среднего мозга он повышает тонус мышц-сгибателей, а через вестибулярные ядра продолговатого мозга -- усиливает тонус мышц-разгибателей. В поддержании позы и равновесия тела, регуляции тонуса мышц основное значение имеет медиальная продольная зона мозжечка -- кора червя. При мозжечковых расстройствах падает тоническое напряжение мышц (атония) и вследствие ненормального распределения тонуса мышц конечностей возникает нарушение походки (атаксия).Бледное ядро угнетает тонус мышц, а полосатое тело снижаем его угнетающее действие. Высший контроль тонической активности мышц осуществляет кора больших полушарий, в частности ее моторные, премоторные и лобные области. С ее участием происходит выбор наиболее целесообразной для данного момента позы тела, обеспечивается ее соответствие двигательной задаче. Непосредственное отношение к регуляции тонуса мышц имеют медленные пирамидные нейроны положения. Корковые влияния на тонические реакции мышц передаются через медленную часть пирамидного тракта и через экстрапирамидную систему.

3. Рефлексы поддержания позы (установочные)

Специальная группа рефлексов способствует сохранению позы -- это так называемые установочные рефлексы. К ним относятся статические и стато-кинетические рефлексы, в осуществлении которых большое значение имеют продолговатый и средний мозг. Статические рефлексы возникают при изменении положения тела или его частей в пространстве: 1) при изменениях положения головы в пространстве -- лабиринтные рефлексы, возникающие при раздражении рецепторов вестибулярного аппарата. 2) шейные рефлексы - возникающие с проприорецепторов мышц шеи при изменении положения головы по отношению к туловищу, и 3) выпрямительные рефлексы -- с рецепторов кожи, вестибулярного аппарата и сетчатки глаза. Например, при отклонении головы назад повышается тонус мышц-разгибателей спины, а при наклоне вперед -- тонус мышц-сгибателей (лабиринтный рефлекс). С помощью выпрямительного рефлекса происходят последовательные сокращения мышц шеи и туловища, а затем и конечностей. Этот рефлекс обеспечивает вертикальное положение тела теменем кверху. У человека он проявляется, например, при нырянии.

Стато-кинетические рефлексы компенсируют отклонения тела при ускорении и замедлении прямолинейного движения (лифтный рефлекс), а также при вращениях (отклонения головы, тела и глаз в сторону, противоположную движению). Перемещение глаз со скоростью вращения тела, но в противоположную сторону, и быстрое их возвращение в исходное положение -- нистагм глаз -- обеспечивает сохранение изображения внешнего мира на сетчатке глаз и тем самым зрительную ориентацию.

4. Роль различных отделов ЦНС в регуляции движений

Спинной мозг обеспечивает протекание многих элементарных двигательных рефлексов, включение которых в сложные двигательные акты и регуляция по мощности, пространственной ориентации и моменту включения осуществляется вышележащими отделами головного мозга под контролем коры больших полушарий.

4.1 Роль спинного мозга и подкорковых отделов ЦНС в регуляции движений

К управлению ритмическими движениями непосредственное отношение имеют активирующие и угнетающие отделы ретикулярной формации, влияющие на силу и темп сокращения мышц, а также подкорковые ядра, которые организуют автоматическое их протекание и содружественные движения конечностей. Включение древних форм ритмических движений (циклоидных) в акт письма позволяет человеку перейти от отдельного начертания букв к обычной письменной скорописи. То же самое происходит при освоении акта ходьбы -- с переходом от отдельных шагов к ритмической походке. Плавность ритмических движений, четкое чередование реципрокных сокращений мышц обеспечивают премоторные отделы коры.

4.2 Роль различных отделов коры больших полушарий

4.3 Речевая регуляция движений

Спецификой регуляции движений у человека является то, что они подчинены речевым воздействиям, т. е. могут программироваться лобными долями в ответ на поступающие извне словесные сигналы, а также благодаря участию внешней или внутренней речи (мышления) самого человека. В этой функции принимают участие расположенные в левом полушарии человека сенсорный центр речи Вернике и моторный центр речи -- центр Брока. Считают, что афферентная импульсация от речевой мускулатуры является важным ориентиром, дополняющим проприоцептивные сигналы от работающих мышц, а формирующиеся на речевой основе избирательные связи в коре облегчают составление моторных программ.Эта управляющая система еще не развита у ребенка 2-3 лет. Она появляется лишь к 3-4 годам. Внешняя речь, сменяясь постепенно шепотом и переходя затем во внутреннюю речь, становится важным регулятором моторных действий взрослого человека.

4.4 Нисходящие моторные системы

Высшие отделы головного мозга осуществляют свои влияния па деятельность нижележащих отделов, в том числе спинного мозга, через нисходящие пути, которые группируют обычно в две основные нисходящие системы -- пирамидную и экстрапирамидную.В настоящее время предлагают подразделять основные нисходящие пути, исходя из расположения нервных окончаний в спинном мозге и функциональных различий, на следующие 2 системы: более молодую латеральную, волокна которой оканчиваются в боковых (латеральных) частях спинного мозга и связанную преимущественно с мускулатурой дистальных звеньев конечностей (сюда относят корково-спинномозговую и красноядерно-спинномозговую системы), и древнюю медиальную, волокна которой оканчиваются во внутренних (медиальных) частях белого вещества, связанную главным образом с мускулатурой туловища и проксимальных звеньев конечностей, состоящую из вестибуло-спинномозговой и ретикуло-спинномозговой систем.

Пирамидная система выполняет 3 основные функции:

· посылает мотонейропам спинного мозга импульсы -- команды к движениям (пусковые влияния);

· изменяет проведение нервных импульсов во вставочных спинальных нейронах, облегчая протекание нужных в данный момент спинномозговых рефлексов;

· осуществляет контроль за потоками афферентных сигналов в нервные центры, выключая постороннюю информацию и обеспечивая обратные связи от работающих мышц.

Рис. 1. Схема основных нисходящих путей регуляции двигательной деятельности

1 -- быстрая подсистема и 2 -- медленная подсистема корково-спиномозго-вого пути (пирамидного тракта); 3 -- корково-красноядерно-спиномозговой путь. Латеральная система -- I, 2, 3. Медиальная система -- 4, 5. М -- мотонейрон спинного мозга, получающий фазные (Фазн.) и тонические (Тонич.) возбуждающие (+) и тормозящие (-) влияния.

управление движение мозг центральный нервный система

1. Возрастная физиология / Ю.А. Ермалаев. - М.: Высш. шк. 1985. 384 с., ил. 2. Общая психология / Под редак. А.В. Петровского - М., 1986 г., стр. 480

3. Физиология ВНД / Л.Г. Воронин. - М.: Высш. шк. 1979

4. Физиология человека / под. ред. Г.И. Косицкого. - Ф50 3-е изд., перераб. и доп., - М.: Медицина, 1985. 544с., ил.

5. Физиология человека / под. ред. Н. В. Зимкина. - 3-е изд. - М.: Физкультура и спорт. 1964.

Подобные документы

Разновидности движений человека и рецепторы, участвующие в регуляции моторики: проприорецепторы, вестибулярные, зрительные. Рефлексы спинного мозга: сгибательный, перекрестный разгибательный, чесательный и шагательный. Моторные рефлексы ствола мозга.

презентация [1,4 M], добавлен 29.08.2013

Особенности строения ствола головного мозга, физиологическая роль ретикулярной формации мозга. Функции мозжечка и его влияние на состояние рецепторного аппарата. Строение вегетативной нервной системы человека. Методы изучения коры головного мозга.

реферат [1,7 M], добавлен 23.06.2010

Двусторонние связи клеток коры мозжечка. Участие мозжечка в выполнении осознанных (произвольных) движений. Двойной тип влияний клеток Пуркинье. Дифференцировка влияний отдельных структур мозжечка. Зоны коры, участвующие в осуществлении сложных движений.

презентация [652,3 K], добавлен 29.08.2013

Роль нервной системы в регуляция мозгового кровотока. Роль парасимпатической системы в регуляции мозгового кровообращения. Роль ствола мозга в обеспечении адекватного кровотока. Регуляторные контуры: нейрогенный, гуморальный, метаболический и миогенный.

реферат [16,7 K], добавлен 25.04.2009

Структурная и функциональная характеристика мозжечка - отдела головного мозга, отвечающего за координацию движений, регуляцию равновесия и мышечного тонуса. Сравнительная анатомия и эволюция. Полушарии мозжечка, серое и белое вещество, проводящие пути.

презентация [1,3 M], добавлен 27.04.2015

Наследственные и приобретенные нарушения обмена веществ. Метаболические энцефалопатии как расстройства различных отделов ЦНС. Нарушения мозгового кровотока, миелина, нервных механизмов управления движениями и нарушение движений при повреждении мозжечка.

реферат [19,6 K], добавлен 13.04.2009

Общая структура головного мозга человека. Функции его отделов: лобной, теменной, затылочной, височной доли, островка. Развитие мозжечка как структуры в ходе эволюции организмов. Строение больших полушарий головного мозга. Нарушение функций мозжечка.

Произвольные, они же сознательные движения, - это те, которые человек способен контролировать при помощи коры больших полушарий головного мозга. В осуществлении двигательного акта участвует множество уровней периферической и центральной нервной системы. Эти уровни не работают изолированно, они находятся в постоянной взаимосвязи, передавая друг другу нервные импульсы. Что же обеспечивает произвольные движения человека? Об этом подробно в статье.

Значение афферентных сигналов

Вам будет интересно: Пополняем словарный запас: тирада — это.

Главная роль в осуществлении произвольных движений человека ложится на афферентные сигналы. Это импульсы, которые поступают к телу человека извне. Перед тем, как осуществить какое-либо движение, нервный сигнал улавливается рецепторами и через сенсорные нервные пути поступает к структурам центральной нервной системы. Через эти пути головной мозг узнает, что скелетные мышцы готовы к выполнению движения.

Афферентные импульсы выполняют такие функции:

сообщают коре головного мозга о том, что есть необходимость выполнить движение;
"говорят", правильно ли оно выполняется;
повышают или, наоборот, снижают силу сокращения мышечных волокон;
корригируют последовательность сокращения мышечной ткани;
информируют кору о том, стоит ли прекратить двигательную активность или есть необходимость в ее продолжении.

Две зоны коры - моторная и чувствительная - составляют единое целое сенсомоторного отдела. Он контролирует работу нижележащих структур головного и спинного мозга при обеспечении произвольных движений человека.

Вам будет интересно: Что такое ливрея? Значение слова

Двигательные центры

Центры системы движений человека в коре головного мозга расположены в прецентральной извилине. Она размещена перед центральной бороздой в лобном отделе коры. Этот отдел вместе с парацентральной долькой и небольшим участком лобной доли называют первичным двигательным проекционным полем.

Вторичное поле размещено в премоторном участке коры. Именно за счет первых двух полей происходит реализация запланированного двигательного акта.

Произвольные движения человека интегрируются в третичном поле, которое расположено в передних частях лобной доли. Благодаря работе этого участка коры двигательный акт точно соответствует поступившей сенсорной информации.

Все процессы, которые происходят в человеческом организме, интегрируются двумя отделами нервной системы: автономным и соматическим. Именно автономная нервная система человека управляет произвольными движениями.

Пирамидные клетки

В области первичного и вторичного двигательных полей в пятом слое серого вещества головного мозга расположены гигантские пирамидные клетки. Эти образования открыл ученый В. А. Бец, поэтому их также называют в его честь - клетки Беца. С этих клеток начинается длинный пирамидный путь. Он, взаимодействуя с нервными волокнами периферической нервной системы и поперечно-полосатой мышечной тканью, дает нам возможность двигаться по собственной воле.

Элементы корково-мышечного пути

Произвольные движения человека обеспечивает в первую очередь корково-мышечный, или пирамидный путь. В состав этого образования входят два нейрона. Один из них получил название центрального, второй - периферического.

Центральный нейрон представляет собой тело пирамидной клетки Беца, от которой отходит длинный отросток (аксон). Этот аксон спускается к передним рогам спинного мозга, где передает нервный импульс на второй нейрон. От тела второй нервной клетки также отходит длинный отросток, который идет на периферию и передает информацию к скелетным мышцам, заставляя их двигаться. Именно так осуществляется движение туловища и конечностей.

Но что же о мышцах лица? Чтобы их произвольные сокращения были возможными, часть аксонов центральных нервных клеток идет не к спинному мозгу, а к ядрам черепных нервов. Эти образования находятся в продолговатом спинном мозге. Именно они являются вторыми двигательными нейронами для мышц лица.

Таким образом, пирамидный путь состоит из двух частей:

корково-спинномозговой путь, который передает импульсы нейронам спинного мозга;
корково-ядерный путь, идущий к продолговатому мозгу.

Осуществление движений туловища

Отростки центральных нейронов сначала размещены под корой. Здесь они радиально расходятся в виде лучистого венца. Далее они подходят ближе друг к другу и располагаются на колене и задней ножке внутренней капсулы. Это структура в полушариях головного мозга, которая расположена между таламусом и базальными ганглиями.

Потом волокна подходят через ножки мозга к продолговатому мозгу. На передней поверхности этой структуры пирамидные пути образуют две выпуклости - пирамиды. В месте, где продолговатый мозг переходит в спинной, происходит перекрест части нервных волокон.

Перекрещенная часть далее идет в составе бокового канатика, неперекрещенная входит в состав переднего канатика спинного мозга. Так образуются боковой и передний корково-спинномозговые пути соответственно. Волокна этих путей постепенно становятся тоньше и в итоге заканчиваются на ядрах передних рогов спинного мозга. Они передают импульсы на альфа-мотонейроны, находящиеся в этом участке.

При этом волокна переднего пути делают перекрест в спинном мозге на его передней спайке. То есть весь корково-спинномозговой пути заканчивается с противоположной стороны.

Длинные отростки альфа-мотонейронов выходят из спинного мозга, находясь в составе корешков. После они включаются в нервные сплетения и периферические нервы, неся импульс к скелетным мышцам. Таким образом, мышцы обеспечивают произвольные движения человека за счет импульса, полученного от пирамидных клеток коры головного мозга.

Осуществление движений лица

Часть отростков первых нейронов пирамидного пути не спускается на спинной мозг, а заканчивается на уровне продолговатого мозга. Так образуется корково-ядерный путь. За счет него нервный импульс передается от пирамидных клеток к ядрам черепных нервов.

Эти волокна также частично перекрещиваются на уровне продолговатого мозга. Но есть и отростки, которые осуществляют полный перекрест. Они идут к нижнему отделу ядра лицевого нерва, а также к ядру подъязычного нерва. Такой неполный перекрест означает то, что мышечная ткань, обеспечивающая произвольные движения человека на уровне лица, получает иннервацию сразу с двух сторон коры.

Благодаря такой особенности поражение коры головного мозга с одной стороны вызывает обездвиживание только нижней части лица, а моторная активность верхней полностью сохраняется.

Симптомы повреждения двигательного пути

Произвольные движения человека обеспечивают, в первую очередь, кора и пирамидный путь. Поэтому повреждение этих участков при ухудшении кровообращения головного мозга (инсульте), травме или опухоли приводит к нарушению двигательной активности человека.

На каком бы уровне не произошло поражение, мышцы перестают получать импульс от коры, что приводит к полной неспособности осуществить действие. Такой симптом получил название паралича. Если повреждение частично, наблюдается слабость мышц и трудность в осуществлении движений - парез.

Виды параличей

Выделяют два основных вида обездвиживания человека:

центральный паралич;
периферический паралич.

Они получили свое название от вида пораженных нейронов. При центральном параличе происходит повреждение первого нейрона. При периферическом обездвиживании поражается, соответственно, периферическая нервная клетка.

Определить вид повреждения можно уже при первом обследовании больного, без дополнительных инструментальных методов. Для центрального паралича характерны такие особенности:

повышение мышечного тонуса, или гипертония;
увеличение амплитуды сухожильных рефлексов, или гиперрефлексия;
уменьшение активности брюшных рефлексов;
появление патологических рефлексов.

Симптомы периферического паралича являются полной противоположность проявлениям центрального:

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

Слайд 1 Тема: Организация и регуляция движений. Непроизвольные и произвольные движения. Управление позой.

Общие принципы управления движениями.

Двигательная функция широко представлена в мозге всех млекопитающих, в том числе и человека. Движения человека очень многообразны, и многие заболевания головного мозга человека также связаны с повреждением двигательной функции.

В мышцах человека, а также других млекопитающих есть два типа двигательных единиц - быстрые и медленные. Быстрые двигательные единицы иннервируются крупными мотонейронами и могут развивать большую силу, но быстро утомляются. В отличие от них медленные двигательные единицы иннервируются мелкими мотонейронами и могут длительно поддерживать активность тонического типа. Наличие двух типов двигательных единиц -быстрых фазических и медленных тонических-является приспособлением мышцы для работы в широком диапазоне силовых нагрузок.

Это имеет важное значение при длительных рефлексах позы.

Существует зависимость между характеристиками двигательной единицы и характеристиками соответствующего мотонейрона.

Так, низкопороговые маленькие (диаметр сомы до 20 мкм) мотонейроны с низкой скоростью проведения ведут себя как тонические и иннервируют медленные двигательные единицы, которые развивают небольшую силу, но устойчивы к утомлению и поэтому способны к длительной работе.

Высокопороговые большие (диаметр сомы 50-70 мкм) мотонейроны с высокой скоростью проведения по аксону ведут себя в рефлекторных реакциях как фазические и иннервируют быстрые двигательные единицы. Сила, развиваемая быстрыми двигательными единицами, относительно велика, но они хуже приспособлены к длительной работе.

Таким образом, состояние мышцы контролируется двумя типами рецепторов мышечными веретенами, передающими информацию о длине мышцы и скорости изменения этой длины, и сухожильным рецептором, который сигнализирует о силе мышечного сокращения.

Двигательная функция в мозге человека устроена иерархично (поэтажно). Каждый новый морфологический этаж мозга, каждый очередной функциональный уровень приносит с собой новые полноценные движения.

Наши конечности и тело - это кинематические цепи. Кинематическая цепь называется управляемой, если можно назначить желаемую для нас траекторию ее движения. Для этого необходимо связывать избыточные степени свободы. Это собственно и является основной задачей ЦНС в координации движений. Координация движений есть преодоление избыточных степеней свободы движущегося органа. Одно из решений, к которому прибегает организм, - организация синергий, т. е. содружественных движений отдельных групп мышц. Длина мышцы, необходимая для данного движения (положение мышцы), полностью задается ее жесткостью: отношением длины мышцы к растягивающей ее силе. Этот параметр в мышце регулируется специальным механизмом, который локализуется на уровне спинного мозга. Название этого механизма - рефлекс на растяжение.

Слайд 5 Произвольные и непроизвольные движения

Типичным примером непроизвольных движений являются безусловные рефлексы: кашель, чиханье, миганье, отдёргивание руки при внезапном уколе, вздрагивание при резком и неожиданном звуке и т. п. Непроизвольный характер имеют обычно выразительные движения, в которых проявляются чувства: при сильном гневе человек непроизвольно стискивает зубы или сжимает кулаки; искренний смех или улыбка непроизвольны.

При совершении движений, особенно произвольных, необходима сенсорная коррекция. Непорядки в сенсорной коррекции приводят к расстройствам координации атеистического (от лат. taxia - порядок, соответственно атаксия-нарушение порядка отдельных движений) типа.

Человек не рождается с уменьем делать произвольные движения: этим уменьем он постепенно овладевает. Уже в первые годы жизни ребёнок научается большинству важнейших движений, причём сначала он делает их непроизвольно. Мы можем совершать произвольно только те движения, которым мы научились. Произвольное осуществление многих движений недоступно нам только потому, что такие движения никогда в нашем опыте не встречались.

Произвольные движения, как указывает И. П. Павлов, имеют условно-рефлекторный характер.

Произвольные движения происходят на основе ранее образовавшихся временных связей в коре больших полушарий. Специальными опытами было показано, что двигательный анализатор, так же как и другие анализаторы, способен вступать во временную, условную связь с разнообразнейшими раздражителями. Раздражители, становящиеся началом, толчком движения, могут быть очень отдалёнными и косвенными, но их действие является обязательной предпосылкой движения.

На нижнем уровне построения движений располагаются простые рефлекторные движения. За них отвечают структуры спинного мозга и мозгового ствола. Следующий уровень - уровень синергий. Этот уровень организации движений включает мозжечок и ядра больших полушарий головного мозга (полосатые тела, или стриатум).

Поза. Движения, которые совершает человек, характеризуются общим свойством - они всегда происходят из определенной позы. Смена поз осуществляется с помощью движений. Типичным примером позы является стояние человека. Он сохраняет равновесие благодаря тому, что центр тяжести находится в пределах площади опоры. Вертикальная ось тела проходит несколько впереди голеностопных и коленных суставов и несколько позади тазобедренных. Поддержание вертикальной позы является активным процессом, на который влияют не только внешние возмущения, но и возмущения, связанные, например, с дыханием.

Позу тела можно описать как совокупность некоторых значений суставных углов, обладающих определенной ориентацией в поле тяготения. Механизмы позы распадаются на две категории: фиксацию определенных положений тела и конечностей, т. е. фиксацию движения в суставах, и ориентацию сегментов тела относительно внешних координат, т. е. поддержание равновесия. Исходная поза тела накладывает некоторые ограничения на последующее движение.

Термином схема тела обозначают систему обобщенной чувствительности собственного тела в покое и при движении, пространственных координат и взаимоотношений отдельных частей тела.

Детальное представительство отдельных частей тела, вплоть до фаланг пальцев (соматотопия), характерно для соматосенсорной системы.

Высшие механизмы регуляции позы.

Таким образом, статический образ тела представляет собой систему внутримозговых связей, основанную на врожденных механизмах и усовершенствованную и уточненную в индивидуальной жизни.

Осуществляя тот или иной род деятельности, человек меняет взаиморасположение частей тела, приобретает в порядке научения новые двигательные навыки, а значит, формирует новые трехмерные пространственные модели тела, т. е. динамический образ тела.

В основе координации движений конечностей и частей тела при локомоции лежит взаимодействие различных центральных генераторов. Это взаимодействие осуществляется специальными координирующими нейронами.

Мозжечок – главный интегративный центр двигательной активности, участвующий в обеспечении вегетативной функции и поведенческой деятельности.

Мозжечок состоит из червя и двух полушарий. Серое вещество образует кору и ядра мозжечка. Принцип работы мозжечка: импульс поступает в кору мозжечка, в ней происходит переработка информации, далее нервный импульс поступает к ядрам, откуда по аксонам отправляется на периферию. Кора мозжечка состоит из шести типов клеток, из которых только слой зернистых клеток выполняет возбуждающую функцию, остальные пять типов представлены тормозными нейронами. Наибольшее значение играют клетки Пуркинье. Они имеют большие размеры, образуя на теле и дендритах до 200 тыс. синапсов. Аксоны клеток Пуркинье – единственные выходные ворота для нервного импульса из коры мозжечка.

В мозжечок нервные импульсы поступают по двум волокнам.

Лиановидные (лазящие) волокна – по ним несут импульсы аксоны олив ствола мозга от вестибулярных, тактильных проприорецепторов. По этим волокнам импульсы поступают в кору мозжечка к клеткам Пуркинье, которые возбуждаются и тормозят активность ядер мозжечка.

Моховидные волокна – импульсы по этим волокнам поступают к клеткам Пуркинье и оказывают на них тормозное влияние, в результате чего активность ядер мозжечка увеличивается. По моховидным волокнам импульсы идут от тех же рецепторов, что и по лиановидным волокнам, только в обход оливы среднего мозга.

По степени зрелости и особенностям функционирования в структуре мозжечка можно выделить определенные зоны.

Медиальная (центральная), наиболее древняя – архицеребеллум (червь мозжечка). Этот участок получает импульсы от вестибулярных рецепторов, затем они поступают в кору – в ядра шатра, которые регулируют активность вестибулярных ядер ствола головного мозга, и происходит перераспределение мышечного тонуса. При повреждении медиального участка наблюдается нарушение равновесия, координации движений, мышечного тонуса.

Промежуточная зона (палеоцеребеллум) – червь, пирамиды. Эта зона получает нервные импульсы от тактильных и проприорецепторов. Отсюда они идут к пробковидным и шаровидным ядрам мозжечка. Затем нервные импульсы могут идти по двум направлениям: к двигательным ядрам ствола мозга (красные ядра), а также в двигательную зону коры больших полушарий.

Латеральная зона (неоцеребеллум) – это новые отделы. Она получает сигналы из вышележащих отделов центральной нервной системы, базальных ганглиев. Из коры импульсы идут к зубчатому ядру, оттуда обратно в кору больших полушарий. Эта зона участвует в организации произвольных движений.

При поражении мозжечка возникают двигательные расстройства, или триада Лючиани:

1) атаксия – нарушение двигательной активности;

2) астения – снижение силы мышечных сокращений;

3) астазия – невозможность длительного сокращения мышц, невозможность выполнения длительной работы.

Функции мозжечка в регуляции двигательной активности:

1) участвует в регуляции мышечного тонуса, опосредуя свои влияния через ствол мозга;

2) обеспечивает координацию движений;

3) обеспечивает равновесие тела в пространстве;

4) принимает участие в регуляции произвольных движений.

5. Роль таламуса и базальных ганглиев в регуляции двигательной активности

Таламус – это основное структурное образование промежуточного мозга, представляет собой скопление ядер (до 60). Ядра таламуса можно разделить на 4 группы.

1. Специфические ядра – получают импульсы от различного вида рецепторов и переносят их на таламокортикальные нейроны. Эти нейроны несут электрические импульсы в первичные проекционные зоны коры больших полушарий и вызывают строго определенные ощущения. За счет этих ядер таламус является коллектором всей афферентной информации.

2. Ассоциативные ядра – посылают импульсы в ассоциативные зоны коры больших полушарий.

3. Неспецифические ядра – выполняют функцию, аналогичную ретикулярной формации.

4. Моторные ядра – это ядра вентробазального комплекса. Импульсы от проприорецепторов направляются к базальным ганглиям и в кору больших полушарий. Эти ядра обеспечивают временное соотношение двигательных реакций.

Функции таламуса:

1) регуляция мышечного тонуса через образования среднего мозга;

2) участие в регуляции сложных двигательных актов и произвольных движений;

3) обеспечение временного соотношения различных двигательных актов.

Роль базальных ганглиев в регуляции двигательной активности

Базальные ганглии – подкорковые ядра, расположенные под лобными долями. В их состав входят полосатое тело, бледный шар, ограда. Они тесно связаны между собой, образуя стриопаллидарную систему. Базальные ганглии имеют двухстороннюю связь с центральной нервной системой – с черной субстанцией ствола мозга, с таламусом, с корой больших полушарий.

Полосатое тело имеет в структуре различные виды нейронов по медиатору, но в основном дофаминэргические. Они тесно связаны с дофаминэргическими нейронами черной субстанции. За счет этого черная субстанция включена в состав базальных ганглиев. При повреждении базальных ганглиев или черной субстанции наблюдается значительное повышение мышечного тонуса.

При поражении дофаминэргических нейронов бледного шара развивается сложный комплекс расстройств, называемый болезнью Паркинсона, включающий в себя нарушение мышечного тонуса, маскообразное лицо, скандированную речь, тремор в состоянии покоя и активности, нарушение содружественных и вспомогательных движений (рук при ходьбе), затруднение начала и окончания движения. Считается, что болезнь развивается, так как снижается тормозное влияние дофаминэргических структур на образование среднего мозга.

Функции базальных ганглиев:

1) участвуют в регуляции мышечного тонуса через образования среднего мозга;

2) обеспечивают координацию движений;

3) участвуют в возникновении сложных двигательных реакций;

4) обеспечивают начало и окончание движения.

6. Роль коры больших полушарий в регуляции двигательной активности

Кора играет большую роль в регуляции двигательной активности. При участии коры двигательная активность может быть произвольной и непроизвольной, которая становится более точной и координированной.

В коре выделяют первичную и вторичную моторные зоны, а также ассоциативную зону.

Первичная моторная зона представлена 4-м полем Бродмана и входит в состав прецентральной извилины. Эта зона посылает импульсы к структурам среднего мозга и ствола.

Ассоциативные нейроны – это полисенсорные клетки, которые воспринимают импульсы от различных рецепторов. Доказано, что биоэлектрическая активность этой зоны возникала за 1 с до поступления импульса от рецепторов. Усиление кровотока в этой зоне наступает при мысли человека о выполнении каких-либо движений. Таким образом, считают, что ассоциативная зона предназначена для планирования будущих движений.

7. Организация произвольных движений

Произвольные движения начинаются с поступления информации от различных рецепторов в кору больших полушарий. Импульсы поступают в ассоциативную зону коры больших полушарий, где формируется план будущего действия. Из ассоциативной зоны импульсы идут к подкорковым зонам, базальным ганглиям, таламусу и мозжечку. Базальные ядра обеспечивают выработку программированного начала и окончания действия. В мозжечке формируется двигательная программа – изменения мышечного тонуса для осуществления какого-либо движения. В таламусе формируется соотношение двигательных актов во времени. От базальных ганглиев импульсы поступают к зрительным буграм и через них – в кору больших полушарий в первичную моторную зону, оттуда – во вторичную моторную зону. Отсюда начинается нисходящий пирамидный путь, который идет к мотонейронам спинного мозга. На теле каждого мотонейрона образуется большое количество синапсов, так как пирамидных клеток в коре больших полушарий на порядок больше, чем мотонейронов. Из множества поступающих нервных импульсов мотонейроны реагируют только на наиболее важные – принцип общего конечного пути. Далее импульсы от мотонейронов направляются к скелетной мускулатуре, и возникает двигательный акт. Регуляция двигательной активности происходит за счет обратной связи.

Тема 11. Физиология вегетативной нервной системы

1. Анатомические и физиологические особенности вегетативной нервной системы

Вегетативная нервная система обладает рядом анатомических и физиологических особенностей, которые определяют механизмы ее работы.

Анатомические свойства

2. Наличие вегетативных ганглиев. В симпатическом отделе они расположены либо по обеим сторонам вдоль позвоночника (паравертебрально), либо входят в состав сплетений (расположены превертебрально). Таким образом, дуга имеет короткий преганглионарный и длинный постганглионарный путь. Нейроны парасимпатического отдела находятся вблизи рабочего органа или в его стенке, поэтому дуга имеет длинный преганглионарный и короткий постганглионарный путь.

3. Эффекторные волокна относятся к группе В и С.

Физиологические свойства

1. Особенности функционирования вегетативных ганглиев. Наличие феномена мультипликации (одновременное протекание двух противоположных процессов – дивергенции и конвергенции). Дивергенция – расхождение нервных импульсов от тела одного нейрона на несколько постганглионарных волокон другого. Конвергенция – схождение на теле каждого постганглионарного нейрона импульсов от нескольких преганглионарных. Это обеспечивает надежность передачи информации из ЦНС на рабочий орган. Увеличение продолжительности постсинаптического потенциала, наличие следовой гиперполяризации и синоптической задержки способствуют передаче возбуждения со скоростью 1,5–3,0 м/с. Однако импульсы частично гасятся или полностью блокируются в вегетативных ганглиях. Таким образом они регулируют поток информации из ЦНС. За счет этого свойства их называют вынесенными на периферию нервными центрами, а вегетативную нервную систему – автономной.

2. Особенности нервных волокон. Преганглионарные нервные волокна относятся к группе В и проводят возбуждение со скоростью 3–18 м/с, постганглионарные – к группе С – они проводят возбуждение со скоростью 0,5–3,0 м/с. Так как эфферентный путь симпатического отдела представлен преганглионарными волокнами, а парасимпатического – постганглионарными, то скорость передачи импульсов выше у парасимпатической нервной системы.

Таким образом, вегетативная нервная система функционирует неодинаково, ее работа зависит от особенностей ганглиев и строения волокон.

2. Функции симпатической, парасимпатической и метсимпатической нервных систем

Симпатическая неравная система осуществляет иннервацию всех органов и тканей (стимулирует работу сердца, увеличивает просвет дыхательных путей, тормозит секреторную, моторную и всасывательную активность желудочно-кишечного тракта и т. д.). Она выполняет гомеостатическую и адаптационно-трофическую функции.

Ее гомеостатическая роль заключается в поддержании постоянства внутренней среды организма в активном состоянии, т. е. симпатическая нервная система включается в работу только при физических нагрузках, эмоциональных реакциях, стрессах, болевых воздействиях, кровопотерях.

Адаптационно-трофическая функция направлена на регуляцию интенсивности обменных процессов. Это обеспечивает приспособление организма к меняющимся условиям среды существования.

Таким образом, симпатический отдел начинает действовать в активном состоянии и обеспечивает работу органов и тканей.

Парасимпатическая нервная система является антагонистом симпатической и выполняет гомеостатическую и защитную функции, регулирует опорожнение полых органов.

Гомеостатическая роль носит восстановительный характер и действует в состоянии покоя. Это проявляется в виде уменьшения частоты и силы сердечных сокращений, стимуляции деятельности желудочно-кишечного тракта при уменьшении уровня глюкозы в крови и т. д.

Все защитные рефлексы избавляют организм от чужеродных частиц. Например, кашель очищает горло, чихание освобождает носовые ходы, рвота приводит к удалению пищи и т. д.

Опорожнение полых органов происходит при повышении тонуса гладких мышц, входящих в состав стенки. Это приводит к поступлению нервных импульсов в ЦНС, где они обрабатывают и по эффекторному пути направляются до сфинктеров, вызывая их расслабление.

Метсимпатическая нервная система представляет собой совокупность микроганглиев, расположенных в ткани органов. Они состоят из трех видов нервных клеток – афферентных, эфферентных и вставочных, поэтому выполняют следующие функции:

1) обеспечивает внутриорганную иннервацию;

2) являются промежуточным звеном между тканью и экстраорганной нервной системой. При действии слабого раздражителя активируется метсимпатический отдел, и все решается на местном уровне. При поступлении сильных импульсов они передаются через парасимпатический и симпатический отделы к центральным ганглиям, где происходит их обработка.

Метсимпатическая нервная система регулирует работу гладких мышц, входящих в состав большинства органов желудочно-кишечного тракта, миокарда, секреторную активность, местные иммунологические реакции и др.

3. Роль гипоталамуса, лимбической системы и коры больших полушарий в регуляции вегетативных функций

Гипоталамус представляет собой скопление около 50 ядер. По особенностям функционирования и локализации выделяют супраоптические, супрахиазмальные и паравентрикулярные ядра, а также переднюю, заднюю, медиальную и латеральную группы. Гипоталамус обильно кровоснабжается, капиллярная кровь оттекает от органа, образуя вторичную капиллярную сеть – аденогипофиз. Особенностью строения гипоталамуса является образование на стенках капилляров нервных синапсов, генерирующих возбуждение и регулирующих выделение секрета.

Гипоталамус имеет двухсторонние связи с таламусом, нижележащими отделами вегетативной нервной системы, лимбической системой и корой больших полушарий.

Гипоталамус – это высший подкорковый центр вегетативной нервной системы, регулирующий работу всех внутренних органов, сосудов. Передняя группа ядер относится к парасимпатической нервной системе, задняя группа – к симпатической.

Функции гипоталамуса:

1) регуляция гормонообразующей функции гипофиза;

2) участие в терморегуляции – у мезэнцефальных животных температура тела равна температуре окружающей среды – отсутствует терморегуляция (пойкилотермия). У диэнцефальных животных температура тела поддерживается на постоянном уровне. Передняя группа ядер – центр теплоотдачи, при разрушении этой зоны нарушается адаптация к повышенной температуре (происходят расширение просвета сосудов кожи, испарение тепла, потоотделение).

Задняя группа ядер – центр теплопродукции – при разрушении этой зоны нарушается образование тепла – адаптация к понижению температуры (механизм сократительного термогенеза, дрожь, сужение сосудов);

3) регуляция всех видов обмена веществ – при раздражении задней группы ядер активируется симпатическая нервная система, разрушается гликоген в печени и повышается уровень глюкозы в крови;

4) участие в простых поведенческих реакциях (латеральная группа ядер – центр голода) – при постоянном их раздражении животное не отходит от миски с едой, развивается булимия (обжорство);

5) участие в эмоциональных реакциях – передняя группа ядер – центр положительных эмоций, задняя – центр отрицательных.

Роль лимбической системы в регуляции вегетативных функций

1. Обеспечение всех вегетативных функций, особенно желудочно-кишечного тракта, – при разрушении лимбической системы нарушаются функции ЖКТ, сердца и других органов.

2. Участие в эмоциональных реакциях наряду с гипоталамусом.

Роль коры больших полушарий в регуляции вегетативных функций

Тема 12. Физиология анализаторов

1. Понятие об анализаторах, их свойства

Живой организм может существовать только в том случае, если он непрерывно получает и анализирует информацию из внешней и внутренней среды. Функцию восприятия внешней и внутренней информации, передачу ее и анализ в высших отделах центральной нервной системы осуществляют сенсорные системы организма (анализаторы).

По современным представлениям, периферический отдел представлен рецепторами, воспринимающими раздражение внешней или внутренней среды организма. В рецепторах энергия раздражения преобразуется в энергию нервных импульсов.

Проводниковый отдел представлен нервными путями, проводящими нервные импульсы в центральный отдел анализатора. Он образован цепью из трех нейронов.

Центральный отдел – это определенные области коры большого мозга, где нервные импульсы обретают новое качество. Они являются базой для возникновения ощущений – простого психического акта, правильно отражающего реальность. На основе ощущений возникают более сложные психические акты – восприятия, абстрактное мышление, представление.

По современным представлениям, в структуру анализатора включается ретикулярная формация ствола мозга. Нервные импульсы, идущие от нейронов ретикулярной формации, повышают тонус клеток коры головного мозга, что улучшает специфические функции анализаторов.

Основные функции сенсорных систем:

1) обнаружение сигнала;

2) различение сигнала;

3) передача и преобразование сигнала;

4) кодирование сигнала;

5) детектирование признаков;

6) опознание образов.

Сенсорные системы обладают способностью приспосабливать свои свойства к условиям среды и потребностям организма.

Сенсорная адаптация – общее свойство сенсорных систем, заключающееся в приспособлении к длительно действующему раздражителю. Субъективно адаптация проявляется в привыкании к действию постоянного раздражителя.

Данное произведение размещено по согласованию с ООО "ЛитРес" (20% исходного текста). Если размещение книги нарушает чьи-либо права, то сообщите об этом.

Читайте также: