Perifeer motorisch neuron: spierreceptoren en reflexen –
Neurowetenschappen
Hoorcollege 22 en 23. Hoofdstuk 16. Zelfstudie 9.
Hiërarchische en parallelle organisatie van het motorische systeem
De motorische systemen vertonen een hiërarchische en parallelle organisatie. De motorneuronen in
hersenstam en ruggenmerg, met hun stereotype reflexverbindingen, vormen het laagste niveau. De
subcorticale motorische centra zijn daarboven geschakeld en het hoogste niveau wordt gevormd door de
motorische cortex. Vanuit de motorische cortex gaan directe verbindingen naar motorneuronen in de
hersenstam en het ruggenmerg, maar ook indirecte die via subcorticale motorische centra verlopen. Elke
bewuste motorische activiteit wordt in gang gezet door de cortex. De subcorticale motorische centra
sturen een aantal reflexmatige motorische activiteiten, zoals het in standhouden van het evenwicht, de
regulatie van de lichaamshouding en (onbewuste) reflexmatige oriëntatiebewegingen van de ogen en het
hoofd. Tijdens een beweging ontvangt elk hiërarchisch
niveau een voortdurende stroom van informatie uit de
periferie die ons inlicht over de gevolgen van de
motorische activiteit, zodat de activiteit kan worden
bijgestuurd (terugkoppeling). De sensorische input kan
dus invloed uitoefenen op de afdalende commando’s en
deze modificeren. Naast de drie hiërarchische niveaus
wordt de motoriek ook indirect, via thalamus en
motorische cortex, beïnvloed door het cerebellum en de
basale kernen. Het cerebellum reguleert de uitvoering
van bewegingen en doet onze bewegingen vloeiend
verlopen. De basale kernen zijn betrokken bij de planning
en programmering van onze motorische activiteit. Als er
iets mis is met de hersenstam en/of de basale kernen,
leidt dit tot een bewegingsstoornis.
Lower motorneuronen
Lower motorneuronen vormen slechts een klein deel van het totaal aantal
neuronen in het centrale zenuwstelsel (< 0,01%). Lower motorneuronen
innerveren direct de spiervezels van skeletspieren, doordat het axon eindigt
in motorische eindplaten (MEPs). MEPs gebruiken de neurotransmitter
acetylcholine. Dit zorgt ervoor dat skeletspieren kunnen contraheren.
Somatotopie van lower motorneuronen in de ventrale hoorn
Het merendeel van de lower motorneuronen bevindt zich in de ventrale
hoorn van het ruggenmerg en in het tegmentum van de hersenstam. Rondom
de lower motorneuronen ligt een circuit van interneuronen.
De ventrale hoorn vertoont somatotopie (= de rangschikking van
motorneuronen naar het lichaam) in de mediale-laterale richting:
• Mediale deel van de ventrale hoorn: ventromediale celgroep.
• Lower motorneuronen die axiale spieren aansturen (betrokken
bij balans).
• Lower motorneuronen hebben veel bilaterale en
proximodistale samenwerking via lange lokale circuit neuronen
1
, die over een groot aantal ruggenmergsegmenten functioneren. → Afstemmen van
informatie.
• Laterale deel van de ventrale hoorn: dorsolaterale celgroep.
• Lower motorneuronen die distale spieren aansturen (betrokken bij fijne bewegingen).
• Lower motorneuronen vertonen eenzijdige/unilaterale activatie via korte lokale circuit
neuronen die over een klein aantal ruggenmergsegmenten functioneren.
De dorsolaterale celgroep vertoont ook somatotopie in de
dorsoventrale richting:
• Dorsale deel van de dorsolaterale celgroep.
• Lower motorneuronen die betrokken zijn bij
flexie van spieren.
• Ventrale deel van de dorsolaterale celgroep.
• Lower motorneuronen die betrokken zijn bij
extensie van spieren.
Typen lower motorneuronen
Er bestaan twee typen lower motorneuronen in de motorneuronpools van de ventrale hoorn:
• -motorneuronen: innerveren dwarsgestreepte, extrafusale spiervezels die kracht genereren voor
beweging.
• Grote -motorneuronen:
• Dikke axonen. → Snellere voortgeleidingssnelheid.
• Hogere drempelwaarde, omdat er meer open ionkanalen nodig zijn om een
actiepotentiaal te genereren.
• Innerveren FF-motorunits.
• Kleine -motorneuronen:
• Dunne axonen. → Lagere voortgeleidingssnelheid.
• Lagere drempelwaarde, omdat er meer open ionkanalen nodig zijn om een
actiepotentiaal te genereren.
• Innerveren S-motorunits.
• -motorneuronen: innerveren spierspoeltjes (= gespecialiseerde intrafusale spiervezels).
Motorneuronen zijn exciterend
Motorneuronen zijn exciterend. Motorneuronen veroorzaken daarom contractie van spiervezels. Echter
kunnen motorneuronen ook ontspanning van spiervezels veroorzaken door te synapsen met inhiberende
interneuronen in het ruggenmerg.
Motorunit
Definitie van motorunit en motorneuronpool
Elk lower -motorneuron innerveert meerdere spiervezels in één
enkele skeletspier: motorunit (= het aantal spiervezels (in één
skeletspier) dat door één motorneuron wordt aangestuurd). De
spiervezels van één motorunit liggen verspreid binnen één
skeletspier. Dit zorgt ervoor dat:
• De samentrekkende kracht gelijkmatig over de skeletspier
wordt verspreid.
• Schade aan één (of meerdere) -motorneuron(en) de
spieractie niet verandert.
2
Neurowetenschappen
Hoorcollege 22 en 23. Hoofdstuk 16. Zelfstudie 9.
Hiërarchische en parallelle organisatie van het motorische systeem
De motorische systemen vertonen een hiërarchische en parallelle organisatie. De motorneuronen in
hersenstam en ruggenmerg, met hun stereotype reflexverbindingen, vormen het laagste niveau. De
subcorticale motorische centra zijn daarboven geschakeld en het hoogste niveau wordt gevormd door de
motorische cortex. Vanuit de motorische cortex gaan directe verbindingen naar motorneuronen in de
hersenstam en het ruggenmerg, maar ook indirecte die via subcorticale motorische centra verlopen. Elke
bewuste motorische activiteit wordt in gang gezet door de cortex. De subcorticale motorische centra
sturen een aantal reflexmatige motorische activiteiten, zoals het in standhouden van het evenwicht, de
regulatie van de lichaamshouding en (onbewuste) reflexmatige oriëntatiebewegingen van de ogen en het
hoofd. Tijdens een beweging ontvangt elk hiërarchisch
niveau een voortdurende stroom van informatie uit de
periferie die ons inlicht over de gevolgen van de
motorische activiteit, zodat de activiteit kan worden
bijgestuurd (terugkoppeling). De sensorische input kan
dus invloed uitoefenen op de afdalende commando’s en
deze modificeren. Naast de drie hiërarchische niveaus
wordt de motoriek ook indirect, via thalamus en
motorische cortex, beïnvloed door het cerebellum en de
basale kernen. Het cerebellum reguleert de uitvoering
van bewegingen en doet onze bewegingen vloeiend
verlopen. De basale kernen zijn betrokken bij de planning
en programmering van onze motorische activiteit. Als er
iets mis is met de hersenstam en/of de basale kernen,
leidt dit tot een bewegingsstoornis.
Lower motorneuronen
Lower motorneuronen vormen slechts een klein deel van het totaal aantal
neuronen in het centrale zenuwstelsel (< 0,01%). Lower motorneuronen
innerveren direct de spiervezels van skeletspieren, doordat het axon eindigt
in motorische eindplaten (MEPs). MEPs gebruiken de neurotransmitter
acetylcholine. Dit zorgt ervoor dat skeletspieren kunnen contraheren.
Somatotopie van lower motorneuronen in de ventrale hoorn
Het merendeel van de lower motorneuronen bevindt zich in de ventrale
hoorn van het ruggenmerg en in het tegmentum van de hersenstam. Rondom
de lower motorneuronen ligt een circuit van interneuronen.
De ventrale hoorn vertoont somatotopie (= de rangschikking van
motorneuronen naar het lichaam) in de mediale-laterale richting:
• Mediale deel van de ventrale hoorn: ventromediale celgroep.
• Lower motorneuronen die axiale spieren aansturen (betrokken
bij balans).
• Lower motorneuronen hebben veel bilaterale en
proximodistale samenwerking via lange lokale circuit neuronen
1
, die over een groot aantal ruggenmergsegmenten functioneren. → Afstemmen van
informatie.
• Laterale deel van de ventrale hoorn: dorsolaterale celgroep.
• Lower motorneuronen die distale spieren aansturen (betrokken bij fijne bewegingen).
• Lower motorneuronen vertonen eenzijdige/unilaterale activatie via korte lokale circuit
neuronen die over een klein aantal ruggenmergsegmenten functioneren.
De dorsolaterale celgroep vertoont ook somatotopie in de
dorsoventrale richting:
• Dorsale deel van de dorsolaterale celgroep.
• Lower motorneuronen die betrokken zijn bij
flexie van spieren.
• Ventrale deel van de dorsolaterale celgroep.
• Lower motorneuronen die betrokken zijn bij
extensie van spieren.
Typen lower motorneuronen
Er bestaan twee typen lower motorneuronen in de motorneuronpools van de ventrale hoorn:
• -motorneuronen: innerveren dwarsgestreepte, extrafusale spiervezels die kracht genereren voor
beweging.
• Grote -motorneuronen:
• Dikke axonen. → Snellere voortgeleidingssnelheid.
• Hogere drempelwaarde, omdat er meer open ionkanalen nodig zijn om een
actiepotentiaal te genereren.
• Innerveren FF-motorunits.
• Kleine -motorneuronen:
• Dunne axonen. → Lagere voortgeleidingssnelheid.
• Lagere drempelwaarde, omdat er meer open ionkanalen nodig zijn om een
actiepotentiaal te genereren.
• Innerveren S-motorunits.
• -motorneuronen: innerveren spierspoeltjes (= gespecialiseerde intrafusale spiervezels).
Motorneuronen zijn exciterend
Motorneuronen zijn exciterend. Motorneuronen veroorzaken daarom contractie van spiervezels. Echter
kunnen motorneuronen ook ontspanning van spiervezels veroorzaken door te synapsen met inhiberende
interneuronen in het ruggenmerg.
Motorunit
Definitie van motorunit en motorneuronpool
Elk lower -motorneuron innerveert meerdere spiervezels in één
enkele skeletspier: motorunit (= het aantal spiervezels (in één
skeletspier) dat door één motorneuron wordt aangestuurd). De
spiervezels van één motorunit liggen verspreid binnen één
skeletspier. Dit zorgt ervoor dat:
• De samentrekkende kracht gelijkmatig over de skeletspier
wordt verspreid.
• Schade aan één (of meerdere) -motorneuron(en) de
spieractie niet verandert.
2
