Neurofysiologie van de beweging – inleiding
Hiërarchische organisatie (CZS)
• Hoogste niveau
Neocorticale gebieden en basale ganglia
Planning van beweging en selectie van spieren gebeurd in de
basale ganglia
• Middenste niveau
Motorische cortex en cerebellum
Functie cerebellum : balans, coördinatie
Disfunctie : evenwichtsproblemen en bruuske bewegingen
• Laagste niveau
Hier wordt niet gepland, er wordt niet meer bij nagedacht, er is wel visuele
informatie
Hersenstam en ruggenmerg
Motorische eenheid van de spier
= uitvoering van de beweging (ruggenmerg → spier) = motorische eenheid
Er zit een organisatie in de zenuwen
Neurofysiologie gaat over: wat speelt zich af in de hersenen en het
ruggenmerg, wat van belang is voor het samentrekken van spieren
Spier bestaat uit weefsel en cellen → spiercel = spiervezel
Essentieel: kern + membraan + mitochondriën (voor energie en zuurstofuitwisseling)
Vooraleer beweging gebeurt, plannen de hersenen de beweging
Als bepaalde delen van CZS niet werken/blokkeren kan je bv de pathologie Parkinson krijgen
, Hoofdstuk 1 – de motorische eenheid
Witte stof: zenuwbanen die van de hersenen komen
Grijze stoffen: zenuwkernen
Afferent = naar de hersenen
Efferent = naar de spier
Extrafusaal = spiervezels trekken samen (spiercontractie) → de grote normale spiervezels
Hoe harder contractie, hoe meer motorische eenheden actief zullen zijn
Final common pathway = laatste snelweg zenuwstelsel naar spier vooraleer er een contractie gebeurd
Verbinding ruggenmerg naar spier (alfa-motorneuron) is beschadigd/onderbroken → wat gebeurt er met de beweging?
Je gaat niet meer kunnen bewegen = verlamming
Motorische eenheid (ME) bestaat uit:
o ‘alfa of lager motorneuron’ in de grijze stof van ruggenmerg
o Axon van het efferente neuron en vertakkingen
o Spiervezels in een spier die door deze vertakkingen worden bezenuwd = extrafusale spiervezels (neuromusculaire
junctie)
Iedere spier bestaat uit verschillende motorische units
Innervatie-ratio = zenuwvezels/spiervezels
vb oogspier ratio (1/10) vs rugspier
Motorische units vormen ‘final common pathway’ voor elke beweging
Dorsale hoorn = alfamotorneuronen ontspringen daar
Sensorische informatie
Ventrale voorhoorn: zit vol met zenuwcellen (alfamotoroneuronen)
voor spiercellen te bezenuwen
Motorische informatie
Lamina IX = laag waar zenuwbanen ontspringen
Lager-motorneuron
o Bezenuwen de spier direct
o Zij zijn gelegen in de mediale en laterale delen van de voorhoornen
van het ruggenmerg (lamina IX) en in de motorische kernen van de craniale zenuwen
Somatotopische organisatie: ventrale hoorn ➔
,Waarom ruggenmerg dikker is cervicaal en lumbaal?
Meer cellichamen (grijze stof) → groter gebied om te bezenuwen
(cervicaal BL = armen, lumbaal = benen)
Antagonistisch georganiseerd = beweging enkel mogelijk in 2 richtingen
In 2 tegengestelde richtingen (beweging + tegenbeweging)
vb soep met lepel naar mond → vloeiende beweging die afremt = inhibitie
(als dit niet gebeurt gaat je arm verder) = motorische controle van een beweging
Bij mensen met ticks/spasmen werkt dit systeem niet meer goed (verstoring van
het inhibitievermogen)
Vinger naar neus brengen met gesloten ogen = test om verstoring van cerebellum
te testen
Welke spieren werken hierbij?
Doet de beweging = biceps (agonist)
Afremmen beweging = triceps (antagonist)
De motorische respons
o Een belangrijk principe van het menselijke bewegingssysteem is de antagonistische organisatie van de spieren
o Deze antagonistische organisatie heeft twee implicaties: ten eerste, een beweging is steeds in de twee
tegengestelde richtingen mogelijk
o en ten tweede, door de antagonistische organisatie is het gepaste afremmen van een beweging door het
overkomen van het kinetische moment mogelijk ook bij snelle bewegingen
o In een motorische respons zijn praktisch altijd drie continuerende componenten te onderscheiden
o De eerste component berust meestal op de distale spieren en is de fijne motorische respons met een
manipulatieve functie
o De tweede component wordt meestal uitgevoerd door de proximale spieren en waarborgt de fixatie van het
distale lidmaatdeel tov de romp
o De derde component berust op de axiale spieren en heeft een posturale functie
Distale spieren: verantwoordelijk voor manipulatieve bewegingen (handspieren, bv typen)
Proximale spieren: moeten samenwerken met de distale om bv de arm stil te houden bij het typen (deltoideus)
Mooi rechtop zitten: axiale spieren
o Manipulatieve bewegingen zijn meestal van fasische aard en in deze bewegingen spelen de flexoren meestal
een belangrijkere rol dan extensoren
o Fixatieve en posturale bewegingen zijn meestal van tonische aard en berusten hoofdzakelijk op de activiteit van
de extensoren
Ballistische of geleidelijke beweging
o Naast hun verloop kunnen de motorische responsen ingedeeld worden in ballistische of geleidelijke bewegingen
o Een ballistische beweging is een plotse en vlugge beweging die een stapvormige verandering van stand verwekt
en waarvan het verloop centraal gepreprogrammeerd is en niet kan gewijzigd worden door sensoriële feedback
betreffende het resultaat van de beweging
o In tegenstelling daarmee zijn de geleidelijke bewegingen tragere progressieve veranderingen van stand zodanig
dat de sensoriële feedback kan tussenkomen in de regeling van het verloop van de beweging
Ballistische beweging is vaak voorgeprogrammeerd
Bij de eigenlijke spieren moet je niet nadenken, het lichaam weet dat, dat zit in het CZS
Als je deze beweging snel doet is er geen tijd voor bijsturing
Bij trage beweging bv squad dan is er tijd voor sensoriële feedback (bijsturing)
→ cerebellum en basale ganglia
, Somatisch motorisch systeem
Somato motorische effector: de dwarsgestreepte spiervezel
Types spiervezels
o Rode spiervezels (S-vezels): groot aantal mitochondria, oxidatief metabolisme, trage contractie maar niet snel
vermoeid → maken deel uit van trage motorische eenheden (vb beenspieren)
o Witte spiervezels (FF-vezels): weinig mitochondria, anaeroob metabolisme, snelle contractie en vermoeidheid
→ maken deel uit van snelle motorische eenheden (vb armspieren)
(S-vezel = slow-vezel ; FF-vezel = fast response-fast fatigue)
- Bij een geleidelijke beweging die langzaam en met weinig kracht verloopt: enkels S-vezels contraheren
- Bij toename van kracht en snelheid: meer en meer FF-vezels contraheren, samen met S-vezels
- Bij ballistische beweging (snel en krachtig): enkel FF-vezels
- Eén motorische vezel bezenuwt een homogene populatie van één type spiervezels
Innervatieratio: zenuwvezel/spiervezel
o Bij vergelijkbare spieren wat betreft massa en aantal spiervezels blijkt de innervatieverhouding bij FF-spiervezels
hoger te liggen dan bij S-spiervezels
➔ voor de m. gastrocnemius werd een innervatieverhouding van 1:1750 berekend
➔ voor de m. soleus 1:1800
o Voor de uitwendige oogspieren is de verhouding slechts enkele tientallen spiervezels per bezenuwde
zenuwvezels (1:10)
(in dit laatste geval is het niet de momentane krachtontwikkeling dan wel de fijnheid van de beweging die van belang is)
o Uit het onderzoek van de geleidingssnelheid van de zenuwvezels is gebleken dat
FF-spiervezels door sneller geleidende zenuwvezels (60-110m/sec met een max rond 85m/sec)
bezenuwd worden dan de
S-spiervezels (50-80m/sec met een max rond 65m/sec)
FF-spiervezels door dikkere zenuwvezels en
S-spiervezels door dunnere zenuwvezels bezenuwd worden
Witte vezels = snel geleidend (grote kracht kunnen ontwikkelen)
Rode vezels = lang en traag samentrekken (blijven staan, zitten)
Spier moet variabele kracht kunnen genereren
Dit gebeurt via 2 mechanismen
1. Motor Unit recrutering
▪ Hoe meer kracht moet gegenereerd worden hoe meer alfa
motorneuronen actief worden. Kleine neuronen zijn eerst
actief, welke vooral trage spiervezels, die lange tijd kunnen
gecontraheerd blijven
▪ Vervolgens worden grotere alfa motorneuronen actief, die
vooral snelle spiervezels activeren
Hiërarchische organisatie (CZS)
• Hoogste niveau
Neocorticale gebieden en basale ganglia
Planning van beweging en selectie van spieren gebeurd in de
basale ganglia
• Middenste niveau
Motorische cortex en cerebellum
Functie cerebellum : balans, coördinatie
Disfunctie : evenwichtsproblemen en bruuske bewegingen
• Laagste niveau
Hier wordt niet gepland, er wordt niet meer bij nagedacht, er is wel visuele
informatie
Hersenstam en ruggenmerg
Motorische eenheid van de spier
= uitvoering van de beweging (ruggenmerg → spier) = motorische eenheid
Er zit een organisatie in de zenuwen
Neurofysiologie gaat over: wat speelt zich af in de hersenen en het
ruggenmerg, wat van belang is voor het samentrekken van spieren
Spier bestaat uit weefsel en cellen → spiercel = spiervezel
Essentieel: kern + membraan + mitochondriën (voor energie en zuurstofuitwisseling)
Vooraleer beweging gebeurt, plannen de hersenen de beweging
Als bepaalde delen van CZS niet werken/blokkeren kan je bv de pathologie Parkinson krijgen
, Hoofdstuk 1 – de motorische eenheid
Witte stof: zenuwbanen die van de hersenen komen
Grijze stoffen: zenuwkernen
Afferent = naar de hersenen
Efferent = naar de spier
Extrafusaal = spiervezels trekken samen (spiercontractie) → de grote normale spiervezels
Hoe harder contractie, hoe meer motorische eenheden actief zullen zijn
Final common pathway = laatste snelweg zenuwstelsel naar spier vooraleer er een contractie gebeurd
Verbinding ruggenmerg naar spier (alfa-motorneuron) is beschadigd/onderbroken → wat gebeurt er met de beweging?
Je gaat niet meer kunnen bewegen = verlamming
Motorische eenheid (ME) bestaat uit:
o ‘alfa of lager motorneuron’ in de grijze stof van ruggenmerg
o Axon van het efferente neuron en vertakkingen
o Spiervezels in een spier die door deze vertakkingen worden bezenuwd = extrafusale spiervezels (neuromusculaire
junctie)
Iedere spier bestaat uit verschillende motorische units
Innervatie-ratio = zenuwvezels/spiervezels
vb oogspier ratio (1/10) vs rugspier
Motorische units vormen ‘final common pathway’ voor elke beweging
Dorsale hoorn = alfamotorneuronen ontspringen daar
Sensorische informatie
Ventrale voorhoorn: zit vol met zenuwcellen (alfamotoroneuronen)
voor spiercellen te bezenuwen
Motorische informatie
Lamina IX = laag waar zenuwbanen ontspringen
Lager-motorneuron
o Bezenuwen de spier direct
o Zij zijn gelegen in de mediale en laterale delen van de voorhoornen
van het ruggenmerg (lamina IX) en in de motorische kernen van de craniale zenuwen
Somatotopische organisatie: ventrale hoorn ➔
,Waarom ruggenmerg dikker is cervicaal en lumbaal?
Meer cellichamen (grijze stof) → groter gebied om te bezenuwen
(cervicaal BL = armen, lumbaal = benen)
Antagonistisch georganiseerd = beweging enkel mogelijk in 2 richtingen
In 2 tegengestelde richtingen (beweging + tegenbeweging)
vb soep met lepel naar mond → vloeiende beweging die afremt = inhibitie
(als dit niet gebeurt gaat je arm verder) = motorische controle van een beweging
Bij mensen met ticks/spasmen werkt dit systeem niet meer goed (verstoring van
het inhibitievermogen)
Vinger naar neus brengen met gesloten ogen = test om verstoring van cerebellum
te testen
Welke spieren werken hierbij?
Doet de beweging = biceps (agonist)
Afremmen beweging = triceps (antagonist)
De motorische respons
o Een belangrijk principe van het menselijke bewegingssysteem is de antagonistische organisatie van de spieren
o Deze antagonistische organisatie heeft twee implicaties: ten eerste, een beweging is steeds in de twee
tegengestelde richtingen mogelijk
o en ten tweede, door de antagonistische organisatie is het gepaste afremmen van een beweging door het
overkomen van het kinetische moment mogelijk ook bij snelle bewegingen
o In een motorische respons zijn praktisch altijd drie continuerende componenten te onderscheiden
o De eerste component berust meestal op de distale spieren en is de fijne motorische respons met een
manipulatieve functie
o De tweede component wordt meestal uitgevoerd door de proximale spieren en waarborgt de fixatie van het
distale lidmaatdeel tov de romp
o De derde component berust op de axiale spieren en heeft een posturale functie
Distale spieren: verantwoordelijk voor manipulatieve bewegingen (handspieren, bv typen)
Proximale spieren: moeten samenwerken met de distale om bv de arm stil te houden bij het typen (deltoideus)
Mooi rechtop zitten: axiale spieren
o Manipulatieve bewegingen zijn meestal van fasische aard en in deze bewegingen spelen de flexoren meestal
een belangrijkere rol dan extensoren
o Fixatieve en posturale bewegingen zijn meestal van tonische aard en berusten hoofdzakelijk op de activiteit van
de extensoren
Ballistische of geleidelijke beweging
o Naast hun verloop kunnen de motorische responsen ingedeeld worden in ballistische of geleidelijke bewegingen
o Een ballistische beweging is een plotse en vlugge beweging die een stapvormige verandering van stand verwekt
en waarvan het verloop centraal gepreprogrammeerd is en niet kan gewijzigd worden door sensoriële feedback
betreffende het resultaat van de beweging
o In tegenstelling daarmee zijn de geleidelijke bewegingen tragere progressieve veranderingen van stand zodanig
dat de sensoriële feedback kan tussenkomen in de regeling van het verloop van de beweging
Ballistische beweging is vaak voorgeprogrammeerd
Bij de eigenlijke spieren moet je niet nadenken, het lichaam weet dat, dat zit in het CZS
Als je deze beweging snel doet is er geen tijd voor bijsturing
Bij trage beweging bv squad dan is er tijd voor sensoriële feedback (bijsturing)
→ cerebellum en basale ganglia
, Somatisch motorisch systeem
Somato motorische effector: de dwarsgestreepte spiervezel
Types spiervezels
o Rode spiervezels (S-vezels): groot aantal mitochondria, oxidatief metabolisme, trage contractie maar niet snel
vermoeid → maken deel uit van trage motorische eenheden (vb beenspieren)
o Witte spiervezels (FF-vezels): weinig mitochondria, anaeroob metabolisme, snelle contractie en vermoeidheid
→ maken deel uit van snelle motorische eenheden (vb armspieren)
(S-vezel = slow-vezel ; FF-vezel = fast response-fast fatigue)
- Bij een geleidelijke beweging die langzaam en met weinig kracht verloopt: enkels S-vezels contraheren
- Bij toename van kracht en snelheid: meer en meer FF-vezels contraheren, samen met S-vezels
- Bij ballistische beweging (snel en krachtig): enkel FF-vezels
- Eén motorische vezel bezenuwt een homogene populatie van één type spiervezels
Innervatieratio: zenuwvezel/spiervezel
o Bij vergelijkbare spieren wat betreft massa en aantal spiervezels blijkt de innervatieverhouding bij FF-spiervezels
hoger te liggen dan bij S-spiervezels
➔ voor de m. gastrocnemius werd een innervatieverhouding van 1:1750 berekend
➔ voor de m. soleus 1:1800
o Voor de uitwendige oogspieren is de verhouding slechts enkele tientallen spiervezels per bezenuwde
zenuwvezels (1:10)
(in dit laatste geval is het niet de momentane krachtontwikkeling dan wel de fijnheid van de beweging die van belang is)
o Uit het onderzoek van de geleidingssnelheid van de zenuwvezels is gebleken dat
FF-spiervezels door sneller geleidende zenuwvezels (60-110m/sec met een max rond 85m/sec)
bezenuwd worden dan de
S-spiervezels (50-80m/sec met een max rond 65m/sec)
FF-spiervezels door dikkere zenuwvezels en
S-spiervezels door dunnere zenuwvezels bezenuwd worden
Witte vezels = snel geleidend (grote kracht kunnen ontwikkelen)
Rode vezels = lang en traag samentrekken (blijven staan, zitten)
Spier moet variabele kracht kunnen genereren
Dit gebeurt via 2 mechanismen
1. Motor Unit recrutering
▪ Hoe meer kracht moet gegenereerd worden hoe meer alfa
motorneuronen actief worden. Kleine neuronen zijn eerst
actief, welke vooral trage spiervezels, die lange tijd kunnen
gecontraheerd blijven
▪ Vervolgens worden grotere alfa motorneuronen actief, die
vooral snelle spiervezels activeren
