Taak 1:
Ruggenmerg draagt bij aan beweging (gecoordineerde patronen zoals lopen);
receptoren sturen ook bewegingen door naar de hersenen door het ruggenmerg.
Bij patronen zoals lopen hebben we de hersenen niet nodig want dit doet het
ruggenmerg. Reflexen gaan ook enkel naar het ruggenmerg.
De hersenen maken de beslissing welke actie we uitvoeren en of we dit doen. Of
bij geleerde acties.
Thomas Brown – verbinding tussen hersenen en ruggenmerg verbroken; dus
gewilde beslissingen (schilderen) kunnen wel nog geinitieerd worden, maar niet
meer naar de ruggengraad worden doorgestuurd. Een reflex kan wel nog plaats
vinden omdat dit alleen naar het ruggenmerg gaat en weer terug naar de spier
maar niet naar de hersenen.
Gazzaniga – The control of action:
The anatomy and control of motor structures:
The motor system is organized in a hierarchical
structure with multiple levels of control; the spinal
cord, the subcortex, and the cerebral cortex. Het
laagste level van de hierarchie bevat locale circuits
opgemaakt uit motor neuronen en interneuronen in
de ruggengraad. De spinale mechanismen zijn het
punt van contact tussen het zenuwstelsel en de
spieren.
in staat om simple reflexive movements uit te
voeren.
Aan de top van de hierarchie bevinden zich de
premotor en association areas van de cortex. De
verwerking in deze gebieden is belangrijk voor het
plannen van een actie gebaseerd op de doelen van een individu, perceptuele
input en ervaringen uit het verleden.
Tussen de premotor en associatie gebieden en de ruggengraad zitten de
primary motor cortex en de brainstem structures, welke met de assistentie
van het cerebellum en de basal ganglia, de action goals in een beweging
vertalen.
, Muscles, Motor Neurons and the
Spinal cord:
Action, or motor movement, is
generated by stimulating skeletal
muscle fibers of an effector ( part of
the body that can move).
distal effectors: far from the body
center (e.g. hands, arms, legs).
proximal (or centrally located)
effectors: e.g. waist, neck, head.
e.g. the tongue and vocal tract are
essential effectors for producing speech;
the eyes are effectors for vision.
Alle vormen van beweging resulteren
van veranderingen in de toestand van
de spieren die een effector of groep van effectoren controlleren.
Muscles are composed of elastic fibers, tissue that can change length and
tension. These fibers are attached to the skeleton at joints (gewrichten) and are
usually arranged in antagonist pairs,which enable the effector to either flex or
extend (e.g. biceps and
triceps: Contracting or
shortening the biceps muscle
causes flexion about the
elbow. If the biceps muscle is
relied, or if the triceps muscle
is contracted, the forearm is
extended).
Spieren worden
geactiveerd door motor
neuronen ( de finale
neurale elementen van het
motor systeem). Alpha
motor neurons innervate
muscle fibers and produce
contractions
(samentrekken van skelet
spieren) of the fibers.
Gamma motor neurons:
important for sensing and
regulating the length of
muscle fibers (motor
neuron die spieren in de
muscle spindel doet samentrekken; werkt bij myototische reflex als je een mok in
je hand hebt en er water wordt ingedaan werkt de spier de zwaartekracht tegen
om de mok boven te houden; detecteren of spieren worden uitgetrokken of niet,
maar hebben niets te maken met het bewegen van de spieren dit is alpha).
Motor neurons originate in the spinal cord, exit through the ventral root, and
terminate in the muscle fibers. An action potential in an alpha motor neuron
releases the neurotransmitter acetylcholine. These transmitter make the muscle
fibers contract. The number and frequency of the action potentials and the
,number of muscle fibers in a muscle determine the force the muscle can
generate.
Alpha motor neurons verschaffen dus een physieke basis voor het vertalen van
zenuwsignalen in mechanische acties, waardoor de lengte en spanning van
spieren wordt veranderd.
Alpha motor neurons receive peripheral input from muscle spindles, sensory
receptors embedded
in the muscles that provide information about how much the muscle is stretched.
The axons of the spindles form an afferent nerve that enters the dorsal root of
the spinal cord and synapses directly on corresponding efferent alpha motor
neurons (sensorische feedback komt naar binnen). If the stretch is unexpected,
the alpha motor neuron is activated, causing the muscle to return to its original
length ( stretch) -> antogonistische spier groepen dus als de ene is
samengetrokken en de andere gestrekt dan moet de gestrekte samentrekken en
de samengetrokkene moet worden gestrekt. Alpha motor neurons laten alleen de
spieren samentrekken. De alpha motor neuron krijgt input van de muscle spindel
en dan zorgt die ervoor dat de antagonistische spier samentrekt.
Reflexes allow postural stability to be maintained without any help from the
cortex. They also serve protective functions (e.g. contract muscle to avoid a
painful stimulus before you consciously feel the pain).
Motor neurons are also innervated by spinal interneurons, which lie within the
spinal cord, and are innervated by afferent sensory nerves from the skin,
muscles, and joints and by descending motor fibers that originate in several
subcortical an motor cortical structures.
Dus de signalen naar de spieren involveren continue integratie van
sensorische feedback met de motorische commando’s van de higher centers.
Deze integrate resulteert in voluntary movement. Je hebt alpha en
interneuronen nodig voor een vrijwillige beweging, omdat je neuronen nodig hebt
die de een inhiberen en de ander activeren van een antagonistisch paar anders
kun je niet bewegen als dan de spieren op goede plaats zijn; als dan de input van
boven wegvalt treedt het reflex in werking om dan de stabiliteit te houden.
The descending signals can be excitatory or inhibitory.
e.g. descending commands that activate the biceps muscle produce flexion of the
elbow. Because of this flexion, the triceps stretches. If unchecked, the stretch reflex would
lead to excitation of the triceps and move the limb toward its original position.
To produce movement, excitatory signals to one muscle, the agonist, are
accompanied by inhibitory signals to the antagonist muscle via interneurons. Op
deze manier kan de stretch reflex die efficient de overwachte storing stabiliseerd
worden overkomen om wilskrachtige bewegingen toe te staan.
, Subcortical motor structures:
Moving up the hierarchy many neuronal structures of the motor system
located in the brainstem.
12 cranial nerves: essential for critical reflexes associated with breathing,
eating, eye movements, and facial expressions, orginate in de brainstem.
Extrapyramidal tracts: direct projections down the spinal cord send by
the vestibular nuclei, reticular formation nuclei, and the substantia nigra
within the brain stem primary source of indirect control over spinal
activity modulating posture, muscle tone, and movement speed; receive
input from subcortical and cortical structures. Interferen met de reflex om
bijv. Een tegengestelde beweging te maken, dus een automatische
bijstelling, of mechanisch informatie (bewegingsstabilisatie) hebben met
deze tract te maken.
Pyramidal tracts: axons that travel directly from the cortex to the spinal
segments. Dit zijn willekeurige bewegingen
Two prominent subcortical structures that play a key role in motor control:
cerebellum and basal ganglia. Cerebellum: opvolgen van beweging; online
processor gaat bijsturen om een beweging naar een bepaalde plaats te krijgen
(bijv. Vinger naar neus) en de basal gangla is voor het initieren van bewegingen
en kiezen van bewegingen.
Cerebellum is a structure containing more neurons than the rest of the CNS
combined. Inputs to the cerebellum primarily project to the cerebellar cortex
(containing most of the neurons in its layers; buitenkant van het cerebellum).
Output from the cerebellum originates in the deep cerebellar nuclei, projecting to
brainstem nuclei and the cerebral cortex via the thalamus. The cerebellum has an
ipsilateral organization.
Three regions of the cerebellum:
Vestibulocerebellum: works with the brainstem vestibular nuclei to control
balance and coordinate eye movements with body movements (VOR
reflex: eyes remain fixed, while head moves).
Spinocerebellum: medial region which receives sensory information from
the visual and auditory systems and proprioceptive (position and
movement body) information from the spinocerebellar tract. The output
innervates the spinal cord and nuclei of the extrapyramidal system.
o Lesions: unsteady gait(gang) and disturbance of balance (als je veel
alcohol hebt gedronken gaat het hier mis).