Motorick kontrola
Download
1 / 138

Motorick á kontrola - PowerPoint PPT Presentation


  • 159 Views
  • Uploaded on

Motorick á kontrola. Sval - efektor motorického systému. A. C. B. Svalovina: A – srdeční – autonomní NS B – hladká – autonomní NS C – příčně pruhovaná. Různé kontraktilní vlastnosti, které předurčují odpověd svalu na podráždění. Srdeční svalovina - morfologie.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Motorick á kontrola' - nonnie


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Motorick kontrola

Motorická kontrola



A

C

B

Svalovina:

A – srdeční – autonomní NS

B – hladká – autonomní NS

C – příčně pruhovaná

Různé kontraktilní vlastnosti, které předurčují odpověd svalu na podráždění


Srde n svalovina morfologie
Srdeční svalovina - morfologie

  • Příčné pruhování podobné jako u kosterní svaloviny

  • Svalová vlákna se proplétají a větví

  • V místech přechodu membrány vláken zvlněny

  • Tvoří interkalární disky – oblasti s těsnými spoji - syncytium

    • Snadný přenos

      • Tahu

      • Podráždění



Srde n svalovina elektrick vlastnosti
Srdeční svalovina – elektrické vlastnosti

  • Myogenní– stahuje se i v nepřítomnosti motorického vstupu

  • Pacemakerový potenciál

    • Nestabilní klidový membránový potenciál

    • Pomalé snižování propustnosti pro K+ ionty

    • Strmost určuje frekvenci rytmicity

  • 2 specializovaná místa myogenní aktivity

    • Síňokomorový (AV) a

    • Síňový uzlík (SA)

      • rytmicita SA>AV>svaloviny

      • SA udává rytmus – vlastní pacemaker pro celé srdce


Srde n svalovina elektrick vlastnosti1
Srdeční svalovina – elektrické vlastnosti

  • AP

    • Rychlá depolarizace - 2 ms, přestřelení, Na+ kanály

    • Pomalá repolarizace - 250 – 300 msec, pomalé Na+ kanály, K+ kanály

    • Dlouhá refrakterní perioda - kontrakce se nemohou sumovat

  • Kontrakce

    • Vše nebo nic

    • 1,5 x delší než AP

  • Regulace - autonomní

    • Parasympatikus, vagus, Ach

    • Sympatikus, adrenalin, b-adrenergní receptory


Ach receptory srde n svaloviny
Ach receptory srdeční svaloviny

  • 1. Snižuje velikost napěťově řízeného Ca2+ proudu prostřednictvím vnitrobuněčného mediátoru

  • 2. Prostřednictvím G proteinu přímo otevírá K+ kanály

    • Pomalejší depolarizace a

    • Prodloužená hyperpolarizace


B adrenergn receptory srde n svaloviny
b adrenergní receptory srdeční svaloviny

  • Prostřednictvím různých G proteinů zvyšuje depolarizaci a zrychlení srdeční aktivity


Hladk svalovina morfologie
Hladká svalovina - morfologie

  • Zřetelně odlišná od srdeční a kosterní svaloviny – dělení:

    • Útrobní hladká

      • Extenzivní elektrické propojení

      • Velké oblasti svaloviny se kontrahují společně syncytium – střevo, děloha, močovody

    • Vícejednotková hladká –

      • Buňky nepropojeny – zornička, artérie, kůže savcůkaždý sval inervován několika autonomními motorickými neurony

      • Málo elektrických spojů mezi buňkami


Elektrické spoje

Ztluštěniny podél autonomního nervu


Hladk svalovina elektrick vlastnosti
Hladká svalovina – elektrické vlastnosti

  • Nestabilní klidový membránový potenciál

    • Na membránový potenciál nasedají vlny různých typů

    • Některé přestřelují linii nulového potenckálu, některé ne

  • Pacemakerový potenciál – ohniska se přesouvají

  • Spřažení dráždivosti a staživosti pomalé

  • Stálé nepravidelné kontrakce nezávislé na neuronální aktivitě

  • Kontrakce i po předchozím protažení

    • Natažení způsobuje pokles membránového potenciálu


Funkce inervace
Funkce inervace

  • Dvojí autonomní inervace

    • Modifikuje aktivitu

    • Antagonistické působení

    • Ve střevě parasympatikus zvyšuje aktivitu, sympatikus tlumí

  • V jiných orgánech modifikace


Nervosvalov spojen hladk svaloviny
Nervosvalové spojení hladké svaloviny

  • Hladká svalovina – nemá typické synaptické spoje

  • Ztluštěniny axonů (2mm s 4mm inter-úseky) se synaptickými váčky

    • Difuse mediátoru ke svalovým buňkám

  • Autonomní systém kontroluje spíše vrstvy hladké svaloviny než jednotlivé svaly

  • Významná místní kontrola enterickým nervovým systémem s mnoha neuromediátory


P n pruhovan sval

Motorický axon

Žíhání

Vlákno

Jádra

Příčně pruhovaný sval

  • Vlákno

    • samostatná vícejaderná buňka

    • Vznik splynutím mnoha embryonálních buněk

    • tvořeno myofibrilami

    • obaleno

      • sarkolemou a

      • sarkoplasmatickým retikulem

    • složeno z myofibril

      • = filamenty kontraktilních

        bílkovin

Svalová vlákna


Snopce svalových vláken – napnuty paralelně mezi šlachami

Svalová vlákna obalená vazivovou pochvou

Svalové vlákno

Myofibrila

Pojivová tkáň kolem svalu


Aktin šlachami

Sarkoméra

H

Myosin

Proužek A

Proužek I

Stah


Tropomyosin
Tropomyosin šlachami

  • V klidu jsou místa vážící myosin blokována relaxační bílkovinou

    • komplex troponinu a tropomyosinu

    • brání interakci aktinu s myozinem

      • tropomyosin - připojuje troponin k aktinu

  • Depolarizace zvyšuje volnou koncentraci Ca2+

    • (Ca2+svalu v klidu vázáno v sarkoplasmatickém retikulu)

  • Ca2+ tlumí inhibiční vliv tropomyosinu

  • To aktivuje ATPázovou aktivitu v hlavách myosinových molekul a


Spřažení dráždivosti a stažlivosti šlachami

APCa2+

Aktin

Myosinové hlavy se vrací do původní polohy

Aktivace stažlivého

mechanismu

Hlavy myosinu

se

váží

na aktin

Myosin

Ca2+

Pi

ATP

Hydrolýza

ATP

Navázání ATP uvolní aktin

Příčné můstky mění svůj tvar a posouvají aktin o 12 nm do středu sarkomery


Kostern svalovina
Kosterní svalovina šlachami

  • Nemá elektrické spoje

  • Nevětví se

  • Kontrola somatickým nervovým systémem

  • Strukturální a funkční diverzita

    • Tonické

    • Twich


Tonick svaly
Tonické svaly šlachami

  • Stah

    • Pomalý, relativně slabý, trvání - stovky ms

  • Více myoglobinu

  • Bohatě mitochondrií

  • Pro dlohodobé kontrakce bez únavy svalů

    • Posturální svalovina

Fázické svaly

  • Stah

    • Rychlý a silný, 5-10ms

  • Histologická a biochemická variabilita

    • Okohybné svaly, svalovina ruky


F zick svaly obratlovc
Fázické svaly obratlovců šlachami

  • Kategorizace podle hlavních metabolických drah

    • Pomalé – „slow oxidative“ SO

    • Rychlé – „fast oxidative glycolytic, FOG“

    • Rychlé – „Fast glykolytic“, FG

  • Svaly obvykle obsahují směs vláken různých typů


Rychlá vlákna šlachami

Pomalá vlákna

Diverzita svalových vláken savců


Charakteristiky savčích fázických svalů šlachami

Vlastnost

Rychlost kontrakce

Trvání stahu

Únavnost

Obsah glykogenu

Obsah myoglobinu

Obsah mitochondrií

Glykolitická aktivita

Oxidativní kapacita

Pomalé SO

Pomalá

Dlouhé

Pomalá

Nízký

Vysoký

Vysoký

Nízká

Vysoká

Pomalé FOG

Rychlá

Krátké

Nízká

Střední

Střední

Vysoký

Střední

Vysoká

Rychlé FG

Rychlá

Krátké

Vysoká

Vysoký

Nízký

Nízký

Vysoká

Nízká


Funk n organizace svaloviny
Funkční organizace svaloviny šlachami

  • Antagonistické svaly

  • Synergistické svaly -

Extenzor

Flexor

Kloub

Exoskelet



Obecn
Obecně šlachami

  • Motorický systém je složitější než smyslový

  • Hůř se studuje

    • Každý pohyb je kontrolován smyslovými orgány, které zpětně modifikují aktivitu motorických drah

    • Každý neuron motorické dráhy odpovídá na stimulaci určitým setem interneuronů předchozí úrovně, který NEZNÁME a tudíž ho nemůžeme napodobit


Principy motorick kontroly
Principy šlachamimotorické kontroly

  • Chování jednodušších živočichů založeno na jednoduchých mechanismech probíhajících na periferní úrovni

  • Evolučně vyšší živočichové vytvářejí vyšší koordinační mechanismy v závislosti na stupni tzv. encefalizace

    • Jednodušší koordinační mechanismy na segmentální úrovni zůstávají

    • Ale „očekávají“ více z centra

    • Při přerušení toku info z centra – „šok“ – spinální šok (vymizeni funkce, později objevení se nové, primitivnější – „vyvázání“ se z kontrolního vlivu


Motorick jednotky
Motorické jednotky šlachami

  • 1 Motorický neuron – inervuje obvykle jenom část svalových vláken – motorická jednotka

  • Fázické svaly obratlovců – jednotky se nepřekrývají

  • Bezobratlí a tonické svaly obratlovců – přerkývání motorických jednotek

    • Svalová membrána není dostatečně excitabilní

    • Aktivace jedné synapse nevyvolá stah

    • Proto mnohočetné synapse


Motorické axony šlachami

Motorické jednotky obratlovčího svalu se nepřekrývají


Kontrola svalo v ho nap t
Kontrola šlachamisvalového napětí

  • Nábor motorických jednotek - recruitment –

    • Ve svalech s více motorickými jednotkami

    • Přesná hierarchie, které MJ a kdy budou aktivovány

  • Kontrola frekvence AP

    • Frekvence AP určuje, jestli se sval před dalším stahem uvolní

    • Exkluzivně u bezobratlých


Po ad aktivace motoneuron d no velikost
Pořadí aktivace motoneuronů šlachami dáno velikostí

  • Svaly složeny s FG, FOG a SO vláken

    • FG inervovány většími motoneurony

    • SO inervovány menšími motoneurony

  • Vlákna ve svalech jsou specificky kombinována pro specifické funkce

    • Svaly jedné funkce však mohou být používány různě v závislosti na typu a pořadí aktivovaných jednotek

  • Malé neurony bývají aktivovány dříve

    • Motoneurony kontrolovány prostřednictvím interneuronů -

    • Mozek „vybírá“ specifické soubory interneuornů


  • A šlachami

    B

    Snímací elektroda

    Snímací elektroda

    Aktivace

    Aktivace

    Iniciální zóna

    Iniciální zóna

    Princip velikosti -

    malé neurony excitovány první


    Fyziologick vlastnosti sval d ny inervac
    Fyziologické vlastnosti svalů dány inervací šlachami

    • Různé typy svalů inervovány motoneurony různých fyziologických vlastností

    • Fyziologické vlastnosti motoneuronů odpovídají kontraktilním vlastnostem svalu

      • Jestliže se během vývoje experimentálně vymění inervace, svaly se typu inervace „přizpůsobí“ - princip shody


    Fast axon šlachami

    Elektroda - EPSP

    Princip

    shody

    Rychlé vlákno FG

    FOG

    Pomalé vlákno SO

    Slow axon

    Velké pomalé EPSP


    Motorika
    Motorika šlachami

    • Volní x mimovolní

    • Opěrná (postojová) x cílená (pohybová)

    • Reflexní x s centrálním motorickým programem


    Motoneurony
    Motoneurony šlachami


    Morfologie motoneuron
    Morfologie motoneuronů šlachami

    Bezobratlí

    Obratlovci

    Dendrity

    Dendrity

    Tělo

    Axon

    Axon

    Tělo

    Monopolární, těla na periferii ganglií, smyslové vstupy motorické výstupy v nervech promíchány

    Multipolární, těla v šedé hmotě míchy, motorické výstupy odděleny


    Motoneurony m sto kone n ho v stupu cns info ke sval m
    Motoneurony – místo konečného výstupu CNS info ke svalům

    • Gama-eferentní systém

      • Intrafuzální vlákna svalových vřetének

      • Pod kontrolou sestupných drah

    • Alfa-eferentní systém

      • Extrafuzální vlákna

      • Obratlovci –

        • největší neurony, velké dendritické větvení (až 10 cm), velký informační přenos, axony tvoří kolaterály

    • Zpětnovazebná kontrola prostřednictvím svalových vřetének

      • Inervace dvojího typu,

      • Ia aferenty-největší a nejrychlejší z perif. Nervů, dynamické parametry

      • II – pomalejší aferenty, statická míra natažení

    • Soubory motoneuronů určitého svalu tvoří v míše shluky – motorická jádra

      • Somatotopické uspořádání


    Konvergence a divergence aferentn ch sign l
    Konvergence a divergence aferentních signálů svalům

    • Aferenty po vstupu do míchy zadními míšními kořeny tvoří kolaterály

      • kaudální, rostrální, ventrální

    • Každé vlákno tvoří

      • cca 1000-2000 synapsí (max. 6 / m)

    • Každý motoneruon dostává info z cca 200-450 synapsí

  • EPSP u synergistů

  • IPSP u antagonistů

  • Poloha synapse důležitá

    • Některé EPSP se z pravidla vymykají

    • EPSP mají různé trvání, přicházejí v různý čas

    • Časová a prostorová sumace


  • Schemata jednoduch ch neuron ln ch zapojen
    Schemata jednoduchých neuronálních zapojení svalům

    A

    B

    Feed-forward inhibice

    C

    D

    Feedback inhibice


    Inhibi n mechanismy
    Inhibiční mechanismy svalům

    • Feed forward – dopředná inhibice

    • Feed back – zpětnovazebná

      • Postsynaptická, presynaptická)

      • (rozdíl v latenci, ovlivněné vstupem nebo výstupem,..)

    • Reciproční inhibice – kombinace obou

    • Laterální inhibice

    • Disinhibice a disfacilitace při konvergenci EPSP a IPSP


    Inhibi n okruhy kontroluj c p enos informace z aferentn ch vl ken
    Inhibiční okruhy kontrolující přenos informace z aferentních vláken

    Vzdálená inhibice

    Feed-back

    inhibice

    Přepojovací

    neuron

    Motorické jádro

    Feed-forward

    inhibice

    Mícha

    Vstup


    Vlastnosti monosynaptick ho reflexn ho oblouku
    Vlastnosti monosynaptického reflexního oblouku aferentních vláken

    • Specificita

    • Funkční determinace

    • Účinnost

    • Zkušenost

    • Reflex ze 2 neuronů je abstrakce


    Monosynaptick reflexn oblouk
    Monosynaptický reflexní oblouk aferentních vláken

    Ia aferenty končí na svalech

    homonymních a

    heteronymních (=synergisté

    na daném kloubu)

    Ia aferent

    (ze svalových

    vřetének téhož

    svalu)

    a motoneuron

    (homonymní sval)


    Vřazení aferentních vlákenexcitačního interneuronu

    Ia vlákna

    se přepojují na

    motoneurony

    také přes excitační

    interneuron -

    zpoždění – základ

    pro facilitaci

    Ia aferent

    Feed-forward

    facilitace

    a motoneruon


    Vřazení inhibičního neuronu aferentních vláken

    Flexor

    Ia aferent

    Extenzor

    Ia aferent

    Přenos info mezi Ia

    aferenty a příslušnými

    motoneurony je kontrolován

    presynaptickou inhibicí

    - feed forward inhibice

    po předcházejí stimulaci

    Extenzor

    Flexor


    Přenos info mezi Ia aferentních vláken

    aferenty a příslušnými

    motoneurony je kontrolován

    feed back inhibicí

    Prostřednictvím

    Renshawových bb.

    Ia aferent

    Renshawova bb.

    Analogie

    laterální

    inhibice – posílení

    aktivity nejvíce aktivovaných

    motoneuronů na úkor méně aktivovaných

    a motoneuron


    Ia inhibiční dráha aferentních vláken

    2 synaptická

    Extenzor

    I a aferent

    R

    R

    Reciproční

    inhibice

    Extenzor

    Flexor


    Zkřížený napínací reflex aferentních vláken

    Nociceptor

    Extenzor

    Flexor


    Vřazení inhibičního interneuronu aferentních vláken

    Ib aferent

    Extenzoru

    (šlachová

    tělíska)

    Inervace

    motoneuronů

    Ib aferenty

    Extenzor

    Flexor


    Mícha aferentních vláken

    Zkřížený napínací reflex

    Uhýbací reflex

    Šedá hmota

    Bílá hmota

    Dráždění

    nociceptorů

    Inhibiční

    interneuron

    EXTENZE

    FLEXE

    Výstup k

    extenzoru

    Výstup

    k extenzoru

    Výstup k flexoru

    Výstup k flexoru

    Motoneurony

    Reciproční inhibice

    Excitační

    Inhibiční


    Konkr tn p klad m ry konvergence a divergence aferentn ch sign l
    Konkrétní příklad míry konvergence a divergence aferentních signálů

    • trojhlavý lýtkový sval kočky

      • 150 vřetének

      • Každé vřeténko tvoří 2-5 synapsí,

      • 90% končí na homonymním svalu,

      • 60% končí na heteronymních svalech,

      • 750 tricepsových motoneuronů

    • Míra divergence jednoho Ia vlákna je 1:500

    • Míra konvergence na jeden motoneuron je 1: 500


    V sledek difuzn ho en informace flexibilita reflex
    Výsledek difuzního šíření informace - aferentních signálůflexibilita reflexů

    • Reflexy – nepředpokládaně flexibilní

      • Různé smyslové vstupy reflexy různě modifikují

      • Také el. stimulace sousedících míst míchy vyvolává různé reflexní modifikace

        • Aktivace různých souborů interneuronů, které následně kontrolují aktivitu motoneuronů

      • Tyto různé soubory interneuronů mohou být aktivovány

      • mozkem (volní pohyb) nebo

      • smyslovými vstupy - úprava postoje


    Reflexy
    Reflexy aferentních signálů

    • Základní funkční jednotka nervové soustavy

    • Odpověď na podráždění zprostředkovaná CNS

      • 5 prvků: Receptor, aferetní dráha, centrum, eferentní dráha, efektor

      • Dělení

      • Mono- x polysynaptické

      • Extero- x intero- x proprioceptivní

      • Centrální x extracentrální

      • Somatické x autonomní

      • Podmíněné x nepodmíněné


    Proprioreceptivn reflexy
    Proprioreceptivní reflexy aferentních signálů

    • Řízení svalového tonu

    • Krátká reflexní doba

    • Nepodléhají únavě

    • Nepodléhají přímé kontrole z vyšších center

    • Jsou segmentovány


    Proprioreceptivn reflexy1
    Proprioreceptivní aferentních signálů reflexy

    • Monosynaptické – (svalová vřeténka)

      • Vzruchy ze svalových vřetének – působí

        • Facilitaci a motoneuronů vlastního svalech,

        • Inhibici antagonistů

          • Napínací (patelární) reflex

    • Polysynaptické – (Golgiho šlachová tělíska)

      • Vzruchy se šlachových receptorů působí prostřednictvím interneuronů

        • Inhibici a motoneuronů


    Polysynaptick reflexy
    Polysynaptické reflexy aferentních signálů

    • Exteroreceptivní reflexy

      • Vřazení různých počtů interneuronů

      • Delší reakční doba

      • Řízené z vyšších

    • Extenzorové – stimulace dotykových receptorů vyvolá extenzi – základ posturálních reflexů

      • Zkřížený extenzorový reflex

    • Flexorové – stimulace nociceptorů vyvolá flexi – základ obranných reflexů

    • Spinální reflexy působící svalový spazmus – obranný reflex


    Proprioreceptivn reflexy2
    Proprioreceptivní reflexy aferentních signálů

    • Myotatické (napínací) reflexy – natažení svalu prostřednictvím intrafuzálních vláken vřetének vede ke kontrakci

    • Obrácené myotatické (uhýbací) – přílišné natažení svalu prostřednictvím šlachových proprioreceptorů vede k relaxaci

    • Reciproční inhibice


    Postojov reflexy
    Postojové reflexy aferentních signálů

    • Lokální statická reakce

      • spinální exteroreceptivní reflexy extenzorové

      • odpovídá svaly podrážděné končetiny

    • Segmentální statické reakce

      • Součinnost více končetin

      • Zkřížený extenzorový reflex

    • Celkové statické reakce

      • Nadřazeny základním postojovým reakcím

      • Koordinace svalového tonu končetin i svalů trupu

        • Mícha

        • Retikulární formace

      • Tonické šíjové reflexy – dráždění proprioreceptorů šíje

      • Tonické labyrintové reflexy – dráždění vestibulárního aparátu

      • Fázické labyrintové reflexy – udržování postoje v klidu - dráždění kinetického čidla rotačním pohybem hlavy – udržování postoje při pohybu

    Změny prahů

    míšních napínacích

    reflexů

    -změnou excitability

    mtoneuronů

    -změnou frekvence

    systému


    Vzp imovac reflexy
    Vzpřimovací reflexy aferentních signálů

    • Vyšší koordinace statických reakcí

    • Usměrňování těžiště v klidu i v pohybu

    • Integrační činnost všech výše jmenovaných motorických CNS center podporovaný činností

      • Vestibulárního aparátu

      • Korového centra subjektivního vnímání rovnováhy

      • Iniciovány drážděním taktilních exteroreceptorů


    P ehled mechanizm zen hybnosti
    Přehled mechanizmů řízení hybnosti aferentních signálů

    • Hlavní úrovně řízení motoriky

      • Páteřní mícha

      • Mozkový kmen

      • Mozeček

      • Bazální ganglia

      • Talamus

      • Kůra


    Sestupn motorick dr hy
    Sestupné motorické dráhy aferentních signálů

    • Retikulospinální – z retikulární formace

      • Končí na míšních interneuronech, postojové reakce, reflexy trupu, nejstarší

    • Vestibulospinální – vestibulární jádro

      • Končí na míšních interneuronech, postoj a reakce v souvislosti s gravitací, kontrola flexorů, spojení s mozečkem

    • Rubrospinální – červené jádro

      • Stř mozek, přepojovací místo mozečku, končí na interneuronech

    • Tektospinální – tektum

      • Orientační reakce

    • Kortikospinální – kůra, dráhy pro zahájení pohybu

      • Pyramidové dráhy – kříží se v medulle v obl. Pyramid

      • U člka a primátů tvoří monosynaptické spoje na míšních motoneuronech, manipulace

      • Extrapyramidové dráhy – posturální reflexy


    Sestupn motorick dr hy1
    Sestupné motorické dráhy aferentních signálů

    • Extrapyramidový systém

      • Hrubé pohyby, postoj

      • Víceneuronové spojení

      • Začátek - premotorická oblast kůry

      • Přepojení na

        • Retikulospinální dráhu

          • hlavní mimopyramidová dráha

          • Proprioreceptivní reflexy

        • Vestibulospinální dráhu

          • Vzpřimovací reflexy

          • Koordinace úmyslných a neúmyslných pohybů

        • Tektospinální dráhu


    Sestupn motorick dr hy2
    Sestupné motorické dráhy aferentních signálů

    • Pyramidový systém

      • Jednoneuronové spojení kůry a motoneuronů

      • Primární motorická kůra

        • Tractus corticospinalis

        • Tractus corticobulbaris

    • Jemné, přesné a fázické cílené pohyby

    • Úmyslné pohyby řízeny současně extra i pyramidovým systémem


    Postranní kortikospinální* aferentních signálů

    Rubrospinální*

    Střední

    Postranní retikulospinální

    Vestibulospinální

    Tektospinální*

    Anteriorní

    Kortikospinální*


    P et t
    Přetětí aferentních signálů

    • Spinální preparát – všechny sestupné dráhy přerušeny

      • Ztráta volních pohybů

      • Svalového tonu

      • Po odeznění spinálního šoku se objevují míšní reflexy, zvířata můžeme postavit, při správné stimulaci mohou kráčet

    • Decerebrovaný preparát (podíl prodloužené míchy) – tonická hyperaktivita extenzorů

      • Stimulace napínacích reflexů retikulární formací a vestibulárními jádry

    • Dekortikovaný preparát – spastitita daná excitačním vlivem retikulární formace, normálně inhibována kůrou


    Mícha aferentních signálů

    • VSTUPY: primární aferentní vlákna ze svalů, šlach, kloubů, kůže, podkoží

    • VYSTUPY: a – a g motoneuronový systém

    • Segmentované okruhy mezi

      • Reflexní ústředí

      • Místo CPG


    Mozkov kmen
    Mozkový kmen aferentních signálů

    • Retikulární formace

    • Vestibulární jádra

    • Červené jádro


    Střední mozek aferentních signálů

    Retikulární

    jádro

    mostu

    Lokomoční oblast

    středního mozku

    Červené jádro

    Vestibulární

    jádro

    Most

    Mozeček

    Střední

    retikulární

    jádro

    Prodloužená

    mícha

    Dráha

    retikulospinální


    • Retikulární formace mozkového kmene aferentních signálů

      • Multisynaptická síť malých neuronů

      • Nespecifické ovlivnění

        • Systém

          • Vzestupný

          • Sestupný

          • Aktivační

          • Inhibiční

        • Specifická centra regulace dýchání, tlaku, trávení, endokrinní regulace,


    • Ascendentní aktivační systém aferentních signálů

      • Arousal – probouzecí reakce

    • Ascendentní inhibiční systém

      • Při poškození mozkového kmene – trvalé bdění

    • Descendentní facilitační systém

      • Zesílení míšních reflexů – řízení gamamotoneuronů

        • Aktivace ze statokinetického čidla, vestibulárních jader, jader mozečku, propriorecepce, exterorecepce, mozkové kůry

        • Decerebrační rigidita

    • Descendentní inhibiční systém

      • Útlum míšních reflexů

      • Aktivace z kůry, spinálního mozečku, bazálních ganglií


    • Mozkový kmen aferentních signálů

      • Jádra pro sestupné motorické info - začínají zde všechny sestupné mimopyramidové dráhy

      • Jádra pro vzestupné sensorické info

        • Prodloužená mícha, most

          • Nepodmíněné obranné reflexy (kašel, kýcháí, zvracení)

          • Regulace dýchání – pacemakerové inspirační a expirační jádra

          • Regulace krevního oběhu a trávení

          • Regulace mimických pohybů, fonace, řeč

          • Regulace postojové motoriky

        • Střední mozek

          • Přepojování info sluchové a zrakové dráhy

          • Centrum nepodmíněných reflexů (sluchové, zrakové, pohotovostní..)

      • Mezencefalcká lokomoční oblast s generátory (např. chůze)


    Motorick k ra
    Motorická kůra aferentních signálů

    • Provádí pohyb

    • Výbírá svaly a svalové skupiny pro zamýšlený pohyb

    • Somatotopické uspořádání

      • Výstupy

        • přímo do míchy (kortikospinální trakt)

        • Nepřímo do mozkového kmene (kortikobulbální trakty)

      • Vstupy z

        • Premotorické, prefrontální aparietální kůry


    Primární aferentních signálů

    motorická

    kůra

    Přídatná

    motorická

    kůra

    Centrální

    rýha

    Primární

    motorická

    kůra

    Centrální

    rýha

    Premotorická

    kůra


    Motorická mapa šimpanze aferentních signálů


    Vlastnosti korov ch neuron
    Vlastnosti korových neuronů aferentních signálů

    • Dynamické neurony – kódují změnu síly

    • Statické neurony – kódují intenzitu síly

    • Intermediální

    • Neurony směrové preference kódují směr pohybu – pohyb veden ve směru, který je vektorem směroých preferencí aktvních neuronů


    Premotorick k ra
    Premotorická kůra aferentních signálů

    • Výstupy premotorické kůry

      • Motorická kůra

      • Mozkový kmen

      • Mícha

  • Kortikokortikální spoje s prefrontální a parietální kůrou

  • Programování

  • Rozhodování o pohybu

  • Identifikace cílů



  • Idea aferentních signálů

    – kůra limbická, front. lalok, podkorové limb. str.

    Program

    asociační frontální limb. oblasti

    Mozeček

    rychlá, cílená motorika

    cerebrocerebellum

    Bazální ganglia

    pomalé, ustálené pohyby

    Premotorická a

    Motorická kůra

    Taktika a provedení

    Přes talamus

    Přes talamus

    Mozkový kmen

    Mícha


    Moze ek
    Mozeček aferentních signálů

    • Vestibulární mozeček – archicerebellum - vestibulocerebellum

      • Fylogeneticky nejstarší – vznik z vestibulárního jádra

      • Smyslové vstupy z ucha a rovnovážného ústrojí

      • Výstupy do vestibulárního járdra – oční pohyby, pohyby hlavy, posturální kontrola axiálních svalů těla

      • Udržování vzpřímené polohy

    • Spinální mozeček – paleocerebellum - spinocerebellum

      • Fylogeneticky mladší

      • Vstupy z periferie, výstupy různě

      • Regulace svalového napětí

    • Korový mozeček – neocerebellum - cerebrocerebellum

      • Nejmladší

      • Koordinace pohybů

      • Přímé vstupy z motorické a premotorické kůry,

      • nepřímé smyslové vstupy z míchy, mozkového kmene a kůry


    Pontocerebellum aferentních signálů

    Mozkový kmen

    Spinocerebellum

    Prodloužená

    mícha

    Vestibulocerebellum

    Anterior lobe

    Posterior lobe

    Flocullonodullar lobe


    Vestibulární nerv aferentních signálů

    Vestibulární jádro

    Vestibulocerebellum


    Retikulární formace aferentních signálů

    Vestibulární jádro

    Spinocerebellum


    Pontocerebellum aferentních signálů

    Thalamus

    Červené jádro

    Most

    Spodní olivární jádro

    Nc. reticularis lateralis


    Moze ek1
    Mozeček aferentních signálů

    • Kontrola pohybů a postoje

      • Nepřímo kontroluje segmentovaný motorický systém úpravou jiných motorických kontrolních signálů

      • Složen z hlubokých jader a kůry

        • Nc. Dentatus

        • Nc. Fastigial

        • Nc. interpositus


    Propojen moze ku
    Propojení mozečku aferentních signálů

    • Vstupy do jader i kůry z

      • Periferních smyslových orgánů

      • Mozkového kmene

      • Mozkové kůry

    • Výstupy do mozečkových jader

    • Jádra mohou porovnávat aferentní signály se signály zpracovanými v mozečkové kůře


    Trakt pontocelebellární aferentních signálů

    Červené

    jádro

    Trakt

    retikulocelebellární

    Trakt

    vestibulocelebellární

    Výstupy

    Retikulární

    jádro

    Vestibulární

    jádro

    Do talamu

    Nc.dentate

    Olivární

    jádro

    Červené

    jádro

    Trakt

    spinocelebellární

    Vstupy

    Retikulární

    jádro

    Fastigial a

    Interpositus ncc

    Vestibulární

    jádro


    Moze ek2
    Mozeček aferentních signálů

    • 2 systémy excitačních vláken

      • Mechová z

        • Míchy

        • Jader mozkového kmene

          • Větví se do kůry a jader

          • Končí na granulárních bb, tyto tvoří dlouhá paralelní vlákna, která jsou v kontaktu až s 200000 Purkyňovch bb.

          • Speciální synapse – glomeruly – informace je sdílena s 100-300 neurony- největší synapse mozku

      • Šplhavá z

        • Olivárního jádra

          • Větví se do kůry a jader

          • Končí na Purkyňových bb – 1:1

          • Každé vlákno tvoří s P. bb mnohočetné kontakty


    Buněčná organizace mozečku aferentních signálů

    Paralelní vlákno

    Purkyňova buňka

    Purkyňova buňka

    Granulární buňky

    Mechové vlákno

    Z různých

    zdrojů

    Z olivárního

    jádra

    Šplhavé vlákno

    Mozečkové jádro


    PV aferentních signálů

    P

    P

    GB

    Glomeruly

    ŠV

    MF

    Z olivárního

    jádra

    Hluboká

    mozečková

    jádra

    Z různých

    zdrojů


    Z kladn koncept moze kov s t
    Základní koncept mozečkové sítě aferentních signálů

    • Spočívá v existenci 2 mozečkových okruhů

      • Primární – aferentní vlákna vedoucí do jader

      • Sekundární – okruh kůry

    • Sekundární moduluje okruh primární

    • Změnou aktivity Purkyňových buněk


    PV aferentních signálů

    P

    P

    P

    GB

    GB

    Výsledkem operací

    v mozečkové kůře

    je

    inhibiční výstup

    CN – mozečkové

    jádro

    CN

    MV

    CV


    Purky ovy bu ky
    Purkyňovy buňky aferentních signálů

    • Mají

      • extrémní dendritickou plochu,

      • Spiny na dendritech

      • Schopnost generovat denritické AP

        • Ca kanály v aktivních zónách

    • Axony PB tvoří kolaterály, které se větví kolem sousedních P. bb – výstupní neurony jsou propojeny – neobvyklé

    • Synapse jenom axo-dendritické a axo-somatické, žádné dendro-dendritické

    • PB dpovídají

      • Komplexními spiky na podráždění ze šplhavých vláken

      • Jednoduchými spiky na podráždění z mechových vláken


    Komplexn spiky p bb
    Komplexní spiky P. bb aferentních signálů


    Elektrofyziologick aktivita moze kov k ry p i neo ek van m
    Elektrofyziologická aktivita mozečkové kůry při neočekávaném

    • Během normálního pohybu

      • PB pálí 50-100 normálních spiků/s

      • komplexní spiky se objevují 1/s

    • Při neočekávaném se frekvence komplexních spiků zvyšuje

    • Aktivita mozečkových jader je utlumena

    • Info do kůry, korekce, vymizení útlumu


    Uspo d n moze kov ch okruh je pravideln
    Uspořádání mozečkových okruhů je pravidelné neočekávaném

    • Pravidelnost

    • je podkladem pro kódování časové posloupnosti při provádění pohybů

      • aktivita jedné PB se šíří k sousedním,

      • ty jsou aktivovány v intervalu daném svou vzdáleností


    Long term deprese ltd
    Long term deprese - LTD neočekávaném

    • Soudí se, že je významným mechanismem motorického učení

    • Vzniká, jestliže šplhavá a mechová vlákna pálí synchronně,

    • Inhibuje přenos mezi paralelními vlákny a PB

      • Snížuje citlivost GLU receptorů na subsynaptické membráně PB

      • Šplhavá vlákna stimulují vtok Ca na dendritech PB

      • Ca desensitizuje Glu receptory


    Sou asn p edstavy o ltd
    Současné představy o LTD neočekávaném

    • Mozečková kůra tvoří modifikovatelnou postranní dráhu k

      • Reflexnímu oblouku a

      • Korovým informacím pro určitý pohyb

    • Dráha vede přes mechové vstupy, paralelní vlákna a PB

    • Přenos na dráze může být modifikován aktivitou šplhavých vláken

    • Ta představují feed-back kontrolu chyb

    • LTD inhibuje mozečkové okruhy zodpovědné za chyby


    Šplhavá vlákna neočekávaném

    – vědomé pokyny

    C

    C

    D

    D

    E

    E

    Smyslový

    feedback

    paralelním

    vláknům

    Paralelní vlákna –

    smyslový kontext

    Napoprvé

    Učení pohybu

    v mozečku

    Zahrnuje přestavbu

    Synapsí po opakované

    stimulaci

    Následně


    Baz ln ganglia
    Bazální ganglia neočekávaném

    • Nc. Caudatus

    • Putamen

    • Globus pallidus

      • Velká jádra v kmeni

    • Spolu se subtalamickým jádrem a subst.nigra

      • Žádné přímé smyslové vstupy

      • Žádné přímé výstupy

      • Projekce zpět do kůrypřes talamus

        • Topografické uspořádání

        • Fce neobjasněna

        • Poškození vyvolává typické příznaky

          • Parkinsonismus – poškození DOPAminergních nn. Subst. nigra


    Thalamus
    Thalamus neočekávaném

    • Hlavní přepojovací centrum

      • Jádra dělena - podle projekce

        • Specifická – aferentní přepojování do projekčních oblastí

        • Nespecifická – 0 přímé spojení s dostředivými drahami

        • Asociační – aktivována z projekčních jader talamu, hypotalamu a vedou do asociačních obl. k-ůry, hypotalamu a limbického systému

      • Podle funkce

        • Somatosensorická

        • Převodní motorická

        • přepojovací

          • z mezimozku do limbického systému

          • Z mezimozku do asociační kůry

          • Širokých difuzních projekcí


    Motorick j dra thalamu
    Motorická jádra thalamu neočekávaném

    • Thalamická jádra se vstupy z

      • globus pallidus a

      • substantia nigra

  • Úloha thalamu při kontrole motoriky je nesporná, ne zcela jasná


  • Baz ln ganglia a thalamus tvo n kolik slo it ch okruh
    Bazální ganglia a thalamus tvoří několik složitých okruhů

    • Motorická kůra-putamen-globus pallidum-ventrolaterální jádro thalamu- přídatná motorická kůra

    • Putamen-substantia nigra-thalamus

    • Globus pallidum-subthalamické jádro

    • Putamen-substantia nigra


    Thalamus a baz ln ganglia
    Thalamus a bazální ganglia okruhů

    • Kritické pro normální motoriku

    • Kontrolují postoj a koordinují pohyb

    • Zahajují pohyb v souvislosti s taktilními a vizuálními podněty

    • Zapojeny do vřazování pohybů do širšího behaviorálního a emočního rámce

    • Postižení vede k narušení balance neurotransmiterů

    • Cholinergního (striatum) a dopaminergního (substantia nigra) systému


    Lentiformní jádro okruhů

    Caudate nucleus -

    Putamen a

    Globus pallidus

    Thalamus

    Subthalamické

    jádro

    Substantia nigra

    (midbrain)


    Motorika voln a mimovoln
    Motorika volní a mimovolní okruhů

    • Cílená (volní) motorika = motorický systém pohybu má složky:

      • Kinetická volní

        • (kůra – pyramidové dráhy)

      • Kinetická mimovolní

        • (neostriatum, neocerebellum)

      • Statická mimovolní)

        • (paleostriatum, archicerebellum, retikulární formace, spinální mícha)

        • svalový tonus

        • opěrná motorika - systém postojových a vzpřimovacích reflexů


    Reflexy a chov n
    Reflexy a chování okruhů

    • Reflexy – na poč. 20. stol. – uvažovány jako základní moduly komplexního chování

      • Věřilo se, že jeden reflex vyvolá smyslový vstup, který zase spouští další reflex

      • Složité chování by podle této teorie bylo složeno ze série reflexů

    • V současnosti se však soudí, že reflexy spíše chování modulují a „tvarují“


    Motorika s centr ln m programem rytmick typy chov n
    Motorika s centrálním programem okruhů- rytmické typy chování

    • Dříve se soudilo, že rytmické typy chování jsou sérií reflexů, kdy sensory feedback proběhlého reflexu spouští další

    • Existuje však evidence, že základem mnoha rytmických typů chování jsou oscilátoryresp. centrální aktivační generátory (central pattern generators) = sítě neuronů schopné produkovat přesně načasované série motorických impulzů i při absenci všech sensorických vstupů

    • Smyslová informace není nezbytná, ale je významná


    Deaferentace okruhů

    Zadní křídlo

    Přední křídlo

    Úhel křídla

    Čas

    Depresor

    ZK

    Elevator

    Depresor

    PK

    Elevator

    Donald Wilson 1961


    Modely gener tor aktivity

    Vstup okruhů

    Modely generátorů aktivity

    Vstup, že se poletí

    A a B neurony – rozdílné prahy, reciproční inhibice

    Excitační synapse

    Inhibiční synapse

    K elevátoru

    K depresoru

    Wilsonův model


    Vstup okruhů

    Inhibiční synapse

    Vstup

    Modely tvorby rytmického výstupu při absenci rytmického vstupu


    • Předcházející model není stabilní okruhů

    • Aby fungoval, vlastnosti neuronů musí být nastaveny v úzkých limitech

    • Stabilizace modelu možná zavedením jevu „postinhibiční excitace“

    • Tj. schopnosti neuronů produkovat krátké salvy AP po vyvázání z inhibice i při absenci excitačního vstupu


    Postinhibi n excitace
    Postinhibiční excitace okruhů

    • U některých neuronů změna membránového potenciálu způsobí změnu prahu dráždivosti

      • Hyperpolarizace – sníží, depolarizace zvýší práh dráždivosti

    • Změna prahu dráždivosti dána změnami počtu Na+ nebo jiných napěťově řízených kanálů, které jsou v inaktivovaném stavu

    • Hyperpolarizace snižuje počet inaktivovaných kanálů a protože snižuje práh, spiky je snadnější vyvolat


    Vliv hyperpolarizačního stimulu na práh stimulované buňky

    Práh

    A

    Normální neuron

    Em

    Neuron s

    postinhibičním

    reboundem

    B

    Práh

    Em

    Spikům se dá zabránit při pomalém odstraňování inhibice

    Práh

    C

    Em


    Gener tory skute n existuj c
    Generátory skutečně existující buňky

    • Neuronální sítě - komplexnější

    • Principy reciproční inhibice

    • Různé generátory různé dílčí detaily

    • Málo známo


    2 generátory - pylorický - CPG1 buňky

    gastrický - CPG2

    Humr

    Stomatogastrický nerv

    Stomatogastrické

    ganglion

    CPG1

    CPG2

    Střevo

    1

    3

    2

    Pylorický (vrátníkový) vak

    Žaludeční

    drtič

    Jícen

    Srdeční vak

    Esophageální ganglion

    Ústní otvor


    Pylorický generátor humra buňky

    1

    6

    4

    5

    2

    P

    3

    1

    2

    3

    5

    6

    1 s

    Excitační synapse

    Elektrické spoje

    Inhibiční synapse


    Gastrick buňkyý generátor humra

    A

    B

    C

    E

    D

    A

    B

    P

    D

    F

    E

    C

    F

    Skupina neuronů

    10 s


    Inhibiční neurony buňky

    Laterální neurony

    Excitační interneurony

    Motoneurony

    CPG mihule - plavání


    Mechanismy pohybov koordinace
    Mechanismy pohybové koordinace buňky

    • Každý segment s párem přívěsků obsahuje pár generátorů aktivity navzájem spřažených

    Langusta

    • CPG aktivován z mozku

    • Ovládá svaly jedné swimmerety

    • CPG článků spojeny – koordinačními neurony - synchronizace (při přetětí – narušení koordinace)

    Swimmerety


    Gener tor d ch n
    Generátor dýchání buňky

    • Neuronová síť obsahuje neurony

      • Preinspiračními (Pre I) – jejich aktivita předchází výbojům respiračních motoneuronů

      • Inspiračními (Insp I-III) – aktivní během inspirační fáze

      • Expiračními (Exp) – hyperpolarizovány během inspirace

    • Excitační výboje - Non-NMDA-receptory

    • Inhibiční spoje - GABA

  • Neuronální síť odlišná po narození a v dospělosti


  • D ch n savci
    Dýchání savci buňky

    • Kmen – respirační skupiny jader:

      • Pontinní respirační skupina

        • Klíčová struktura ukončení inspirace - vypínač

    • Centrum v prodloužené míše:

      • Dorzální skupina

        • Přepojovací centrum respiračních reflexů z viscerálních orgánů

      • Ventrální skupina

        • Klíčové pro vznik rytmické aktivity - střídání vdechu a výdechu


    Pontinní respirační skupina buňky

    +

    -

    Generátor

    Respiračního

    Rytmu

    (Pre-I)

    Generátor inspiračního

    Rytmu

    (Insp)

    +

    Excitační

    Synaptická

    spojení

    +

    Inspirační motorický

    Výstup

    C4

    Exp


    Ca buňkyL

    CaN

    KCa

    CaP

    CaT

    H

    NaP

    KIR

    Záznam akčního potenciálu neuronů tvořících respirační rytmickou aktivitu


    Cpg jsou subjektem regulace
    CPG jsou subjektem regulace buňky

    • CPGs – neuronové sítě kontrolují rytmické chování prostřednictvím fixního propojení jednotlivých neuronů

    • Aktivita CPGs není fixní

    • Může být modulována prostřednictvím změny synaptické síly synapsí umístěných na jednotlivých neuronech

    • Tím dochází k „výběru“ určitých neuronů, které ovlivňují aktivitu systému za daných podmínek


    Ovlivn n motorick ch v stup smyslov mi vstupy
    Ovlivnění motorických výstupů smyslovými vstupy buňky

    • Smyslové vstupy mají klíčový význam při motorických akcích

    • V obecné rovině se podílí na

      • Přizpůsobení plánovaného motorického výstupu podmínkám okolí

        • Stabilizace prováděného pohybu

        • Kompenzace nepředpokládaných událostí


    Stabilizace prov d n ho pohybu
    Stabilizace prováděného pohybu buňky

    • Svalová vřeténka a vestibulární systém -hlavní systémy, které se u obratlovců na stabilizaci pohybu podílejí

    Kompenzace nepředpokládaného

    • Různé systémy a principy –

      • Přímá regulace aktivity motoneuronů svalů

      • Vliv na aktivitu CPG


    a buňky motoneuron

    g motoneuron

    Ia, II aferenty

    g motoneuron

    Váha odhadnutá správně

    Lehčí než předpokládaná

    Těžší

    Nízká aktivita

    Střední aktivita

    Vysoká aktivita


    Vliv smyslov ch informac na cpg
    Vliv smyslových informací na CPG buňky

    • Smyslové informace zpětně vedeny do motorických generátorů a koordinují CPG

    • Plavání malých žraloků (Máčka skvrnitá)

      • Deaferentace míchy – neovlivnila schopnost plavání – evidence o centrálně vytvářených motorických programech

      • Decerebrace, kurarizace, oddělení ocasní míchy, mechanické ohýbání těla, elektrofyziologické snímání

    • Citlivost ke smyslové modulaci


    Přetětí mozkového kmene buňky

    Míšní nervy

    Obnažení míchy

    - elektrody na motorických výstupech

    Přetětí míchy

    Manipulace ocasem

    Máčka skvrnitá

    Kurarizace – blokáda Ach receptorů – blokáda nervosvalového spojení

    CPG produkuje cykly 3,5 - 5 s

    Smyslové info generované mechanickým ohýbáním ocasu dominuje a mění frekvenci CPG


    Nezávislý pohyb kol buňky

    1- měnitelný odpor

    2- amputované prostřední

    končetiny

    Smyslový feedback a časování

    Stejný odpor pohybu

    P

    L

    15x tíž vlevo

    P

    L

    Hmyz - přední a zadní noha na jedné straně

    a prostřední noha na protější straně se pohybují současně


    Smyslov feedback a asov n
    Smyslový feedback a časování buňky

    • Smyslové informace ze strany se zátěží ovlivňuje pohyb končetin na straně bez zátěže, pohyb je pomalejší, ale koordinace je zachována

    • Po amputaci prostředních noh se přední a zadní nohy se pohybují alternativně - smyslové informace mění časování


    Pacemakerov aktivita
    Pacemakerová aktivita buňky

    • Kir kanály

      • obrácené usměrňovače směřující proud K do buňky

        • Aktivovány

          • SA, NA, A, DOPA, prostaglandiny, Cl, GABA, GLY, opiáty, somatostatin, Ach, TRH, cAMP, tachykininy

    • Neselektivní H+kanály

      • proud kationtů do b. – pomalá depolarizace

    • Na kanály

    • Ca++ kanály (3 typy) - depolarizace

    • KCa kanály - repolarizace


    Centr ln gener tory aktivity shrnut
    Centrální generátory aktivity - shrnutí buňky

    • Řeč byla o alternující aktivitě antagonistických svalů jednoho tělního přívěsku nebo segmentu

    • Jak vidno, skutečné generátory jsou velmi komplexní a rozmanité

    • Využívají reciproční inhibici mezi interneurony

    • Jsou součástí hierarchického systému motorické kontroly


    ad