Poprzedni rozdział. | Jak działa mózg - spis treści.


9.3 Kontrola ruchów

Oprócz analizy danych zmysłowych najważniejszym zadaniem mózgu jest kontrola ruchów.
640 mięśni szkieletowych; nawet najprostsze ruchy wymagają b. złożonej kontroli.
Szlaki ruchowe:
  • kora ruchowa => śródmózgowie, most, rdzeń przedłużony => rdzeń kręgowy => mięśnie.
  • kora ruchowa => móżdżek, most, rdzeń przedłużony => rdzeń kręgowy => mięśnie.

Lokalne odruchy rdzeniowe i pętle sprzężeń zwrotnych.

Trzy główne obszary ruchowe:

Pierwotna kora ruchowa (MI): homunculus motoryczny.
Pobudzenia wywołują precyzyjne ruchy, pojedyncze mięśnie/ścięgna (latencja 60-80 ms).

Zrób sobie mapę kory motorycznej

Mięśnie twarzy i głowy pobudzane obustronnie, pozostałe przeciwlegle.
Pobudzenia z:

Dodatkowa kora ruchowa (SMA): organizacja również topograficzna.
Stymulacja: złożone ruchy, przygotowanie postawy ciała.
Organizacja sekwencji ruchów, np. obu rąk.
Działania ruchowe wymagające pamięci.

Kora przedruchowa MII jest 6 razy większa od kory MI, wykonuje bardziej złożone zadania.
Wolicjonalne działania senso-motoryczne, na podstawie danych zmysłowych.
Obrazowanie mózgu: aktywność podczas wzrokowo-ruchowych lub słuchowo-ruchowych zadań.
Stymulacje wywołują stereotypowe ruchy złożone: kiwanie, obrót głowy lub tułowia.
Lezje prowadzą do apraksji, niezdolności do wykonywania złożonych ruchów, np. chodzenia.

Jak to działa? Kodowanie populacyjne

Wykres pokazujący kierunki ruchu, przy których dana komórka najsilniej reaguje.
Dany neuron pobudza się najsilniej przy ruchu w określonym kierunku i słabiej przy ruchu w podobnych kierunkach, a prawie wcale przy innych ruchach.


Długość strzałki zależy od częstości impulsacji neuronu w danej populacji, wzbudzającego się przy ruchu w danym kierunku.
Już dla kilkuset aktywnych komórek sumowanie daje najsilniejsze średnie pobudzenie zgodne z prawdziwym kierunkiem ruchu.
Najsilniej reagujące komórki są w MI, kolumna o średnicy ok. 1 mm.

W korze ruchowej decyzje podejmowane są przez uśrednioną aktywację całej populacji, nie przez pojedyczne neurony.
Kodowanie populacyjne: w MI, MII, SMA, różnych obszarach płatów kory i móżdżku.
Dekompozycja złożonych pobudzeń na pobudzenia elementarne: lokalne funkcje bazowe.

Przejście fazowe dla ruchu palcami zgodnie z metronomem: miliony neuronów muszą działać synchronicznie.

Skąd się biorą plany ruchów w MII? Z płatów przedczołowych, jak również z prążkowia.
Kora przedruchowa ma znaczenie dla pamięci ruchów, jak i możliwości imitacji ruchów, dzieki wielomodalnym neuronom lustrzanym.

Dokładniejszy schemat uwzględniający projekcje wzgórzowe.


Móżdżek: pozaświadoma, precyzyjna kontrola i synchronizacja ruchów w trakcie pracy.
Najważniejsza struktura u ryb i płazów, zajmuje większą część mózgowia.
Ok. 30 mld neuronów, 4 x tyle co w korze, ale 10 razy mniej połączeń.
Część rdzeniowa, centralna, zawierająca robaka móżdżku reguluje napięcie mięśni, otrzymuje sygnały czuciowe z rdzenia (organizacja topograficzna), oraz słuchu i wzroku, co wpływa na bieżącą kontrolę ruchów.
Część przedsionkowa: płacik kłaczkowo-grudkowy, kontrola równowagi, połóżenie oczu i głowy.
Część mózgowa - półkule móżdżku, pamięć ruchów: pomiędzy korą a mostem, gdzie włącza się w kontrolę ruchów.

Przede wszystkim koordynacja ruchów celowych, utrzymanie równowagi, wygładzanie poleceń wysyłanych do mięśni, regulacja napięcia mięśni.
Uszkodzenia powodują wady postawy, brak koordynacji ruchów, niezgrabność, brak precyzji ruchów, drżenie ciała, niewyraźną mowę, nystagmus (gwałtowne ruchy gałek ocznych).
Pamięć niektórych odruchów, np. spadania na 4 łapy u kota.
Bierze udział również w korygowaniu ruchów sakkadycznych.

Zespół obcej ręki (alien hand syndrome): jest kilka podtypów tego zespołu, wynikających z uszkodzeń przyśrodkowej części kory ruchowej lub kory ciemieniowej: ręka zachowuje się autonomicznie!
Zespół ten występuje u osób z przeciętym spoidłem wielkim, lecz również może pojawić się wskutek udaru lub innych lezji.
W skrajnych przypadkach ręce mogą ze sobą walczyć, realizując sprzeczne działania.
W filmie "Dr Stranglove" Peter Sellers gra postać cierpiącą na ten zespół, stąd popularna nazwa "Dr Strangelove syndrome".

Nieco mniej dramatyczne ale ciekawe są różne korelacje pomiędzy ruchami kołowymi rąk i nóg.
Np. siedząc podnosimy prawą nogę i kreślimy stopą koła zgodnie ze wskazówkami zegara, a po zrobieniu 10 ruchów próbujemy napisać prawą ręką cyfre 6 - co się dzieje z nogą?


Następny rozdział. | Jak działa mózg - spis treści.