16.09.2018

Pohonný systém je Muskuloskeletálny systém. Témy semestrálnych prác a esejí


Pohybový aparát slúži na držanie tela v určitej polohe a pohyb v priestore. Pohybový aparát pozostáva z kostrového systému (kostra), väzov, kĺbov a kostrového svalstva. Kosti, väzy a kĺby sú pasívne prvky orgánov pohybu. Svaly sú aktívnou súčasťou motorického systému.

Evolúcia somatomotorického nervového systému

V ďalšom sa budeme zaoberať len somatomotorickým nervovým systémom, ktorý inervuje kostrové svalstvo. Animácia: molekulárny mechanizmus svalovej kontrakcie. Somatomotorický nervový systém sa mení, postupne sa vyvíja v priebehu evolúcie. Vývoj prebieha paralelne s tvorbou kostrových svalov a mechanizmom pohybu, pretože štruktúry navzájom závisia. Počas evolúcie môžeme hovoriť o zvieratách iba vtedy, ak fungujú sval sa objavuje v ľudskom tele. Na náraz reagujú primitívne, jednoducho skonštruované zvieratá so sieťovým nervovým systémom životné prostredie so silným pohybom ich celku svalová hmota, ktorej účelom bolo vyhnúť sa škodlivé vplyvy alebo sa priblížiť k ich jedlu.

Kostra slúži ako opora a ochrana pre celé telo a jednotlivé orgány, a mnohé kosti sú aj mocnými pákami, pomocou ktorých sa vykonávajú rôzne pohyby tela a jeho častí v priestore. Svaly uvádzajú do pohybu celý systém kostných pák. Kostra tvorí základ tela a určuje jeho veľkosť a tvar. časti kostry, ako je lebka, hrudný kôš a panvy chrbtica, slúži ako sklad a ochrana životne dôležitých orgánov - mozog, pľúca, srdce, črevá a pod. Kostra sa podieľa na látkovej premene, najmä na udržiavaní na určitej úrovni minerálne zloženie krvi. Okrem toho množstvo látok, ktoré tvoria kosti (vápnik, fosfor, kyselina citrónová atď.), V prípade potreby ľahko vstupuje do metabolických procesov. Organický základ kostnej hmoty tvoria najmä bielkoviny, minerálny zasa vápenaté a fosforečné soli.

Ich jednoduchý nervový systém a svalový systém nebol povolený viac diferencovaný pohyb. Počas evolúcie sa vyvíjali stále dokonalejšie pohyby. Stali sa možnými vďaka vývoju, diferenciácii nervový systém a mechanizmus pohybu a ich harmonizácia.

Mäkkýše, ktoré žijú bez pevnej kostry, prechádzajú zvlnenými peristaltickými kontrakciami svojich svalových prstencov. Segmenty svalových prstencov sú riadené gangliovými bunkami, ktoré sú pozdĺžne spojené s nervové vlákna na synchronizáciu pohybu.

Pri zväčšení majú tvrdé a hladké povrchy kostí poréznu štruktúru. Existovať odlišné typy kostného tkaniva, ktoré sú najčastejšie rôzne časti jedna kosť: kompaktná vrstva a hubovitá hmota. Kosti, ako sú stavce, krčok stehennej kosti, epifýza polomer, pozostávajú hlavne z hubovitej hmoty. V hubovitej látke sú kostné nosníky usporiadané vo forme zakrivených dosiek spojených priečnymi alebo šikmo prebiehajúcimi priečkami. Dlhé tubulárne kosti končatín pozostávajú hlavne z látky, v ktorej sú kostné platničky umiestnené veľmi tesne.

Spočiatku difúzne lokalizované svalové vlákna neskôr tvoria interagujúce svalové zväzky; svaly. Evolúcia pevnej kostry umožnila rýchly vývoj, čo sa inak riešilo u článkonožcov ako vonkajšia kostra, u stavovcov - ako vnútorná kostra. Zatiaľ čo obe sú účinné pri napomáhaní pohybu tela, druhé riešenie sa ukázalo ako výhodnejšie, pretože umožnilo nerušený rast, čo umožnilo vytvárať väčšie a komplexnejšie živé bytosti.

Nervový systém článkonožcov je segmentovaný. Činnosť končatín v mediálnom segmente je riadená segmentálnymi gangliami. Ganglia článkonožcov môžu pracovať nezávisle. Hoci je ganglion v hlave väčší ako druhý, nekontroluje činnosť ostatných ganglií. Jeho veľkosť skôr dodáva oči, antény a nástroje úst, ktoré sú uložené na hlave. Keď je článkonožcom odrezaná hlava, zviera sa môže pohybovať aj niekoľko dní, kým nebude hladovať bez úst. Intergangliové spojenia zabezpečujú koordináciu pohybov končatín.

Kosti ako ostatní vnútorné orgány sú tvorené bunkami. Existujú špeciálne bunky, ktoré neustále ničia kostnú substanciu (osteoklasty); bunky, ktoré obnovujú, obnovujú kosť (osteoblasty) a bunky zodpovedné za tvorbu kostného skeletu a mineralizáciu kostného tkaniva (osteocyty).

Počas života človeka v kostiach neustále prebiehajú procesy reštrukturalizácie kostného tkaniva: v niektorých oddelene odobratých malých oblastiach kostného tkaniva sa kostné tkanivo zničí, potom sa odstránená stará kosť nahradí presne rovnakým množstvom novej kosti. . U zdravých ľudí sú procesy deštrukcie kostného tkaniva a tvorby novej kosti kvantitatívne rovnaké. Činnosť týchto buniek je riadená mnohými biologicky aktívnymi látkami, ako sú hormóny štítnej žľazy a prištítnych teliesok, hormóny kôry nadobličiek, vitamín D3 a napokon pohlavné hormóny (estrogény a progesterón). Rast a vývoj kostného tkaniva sa vyskytuje až do 16-25 rokov. Po dosiahnutí maximálnej úrovne kostnej hmoty do 30-40 rokov začína jej nevýznamný úbytok, ktorý je 0,2-0,5 % ročne.

V porovnaní s jeho komplexná funkcia, prekvapivo málo nervových buniek sa nachádza v gangliu. Celý sval končatiny je zvyčajne vybavený štyrmi neurónmi. Spojenia medzi neurónmi zabezpečujú vzájomnú inerváciu medzi flexormi a extenzormi a pre koordináciu pohybu s ostatnými končatinami.

Prvé stavovce sú živočíchy, ktoré žijú vo vode; Ryby. Spočiatku ich kostrové svaly pozostávali iba z axiálnych svalov, ktoré boli absorbované vertebrálnou kyselinou a boli odvodené z myotómu. Svaly zabezpečujú iba ohýbanie a otáčanie tela. Prvá homogénna axiálna svalová hmota je neskôr segmentovaná; tak sa vyvinuli jednotlivé svaly. Potom sa svaly natiahli aj v stene tela. Ďalším výsledkom evolúcie boli plutvy a potom, čo sa niektorí odvážili na pevninu, nasadené končatiny.

Vo veku 30-40 rokov je strata kostnej hmoty 0,5% ročne. A po nástupe menopauzy u žien sa stratí 3-5% kostnej hmoty ročne.

V ľudskom tele je izolovaná aj mäkká kostra (kostra), ktorá sa podieľa na držaní orgánov v blízkosti kostí. Mäkká kostra zahŕňa fasciu, väzy, kapsuly spojivového tkaniva orgánov a iné štruktúry. Väčšina svalov je pripevnená ku kostiam. Svaly zahŕňajú kosti kostry v pohybe a vykonávajú prácu. Mnohé svaly, obklopujúce telesné dutiny, chránia vnútorné orgány.

Svaly, ktoré poskytovali tieto štruktúry, vybuchli zo steny tela. Vývoj končatín bol skokovým krokom vo vývoji pohybového systému stavovcov. Končatiny umožňujú živým bytostiam sa pohybovať efektívnejšie, takže ich životné podmienky, ich prispôsobenie sa prostrediu sa výrazne zlepšili. Počas evolúcie sa ich štruktúra a veľkosť neustále zdokonaľovali. Končatiny, ktoré sú výrazne väčšie ako veľkosť tela, umožňovali dvojnohý život. Vďaka tomu sa mohli lepšie orientovať s vyššími zmyslovými orgánmi v hlave a ich ruky, zbavené záťaže pohybu, mohli byť použité na iné účely.

Stav kostí závisí od zaťaženia, ktoré nesú. Dobre vyvinuté svalové tkanivo spevňuje kĺby a prispieva k normálnemu vývoju a funkcii kostí. Svaly aj kosti strácajú svoju hmotu, ak je ich zaťaženie príliš malé. Preto, aby bol pohybový aparát dlhodobo v zdravom stave, je potrebné neustále trénovať, vykonávať rôzne fyzické cvičenie. Každý človek po 30. roku života je odsúdený na telesnú výchovu.

Tieto a zodpovedajúce prestavby malých kĺbov rúk podnietili používanie nástrojov, čo urýchlilo aj vývoj mozgu, ktorý bol najdôležitejším orgánom adaptability antropoidov. Bilateralita kládla dôraz najmä na rozvoj motorického systému a zároveň prispela, keďže vzpriamená poloha tela si vyžaduje oveľa viac motorickej koordinácie ako státie na štyroch nohách.

Rozšírenie končatín zmenilo aj svaly. V oveľa väčšom dostupnom priestore je povolené množenie aj predlžovanie končatín. Pomáhajú zvyšovať ako svalovú silu, tak aj výkon menších pohybov. Rozvoj mechanizmu pohybu dal stavovcom nové možnosti. Ich pohyb sa stáva dokonalejší, rýchlejší, presnejší a vhodnejší. Nevyhnutne vyvinuté nervové štruktúry, ktoré riadia funkciu kostrových svalov. Pohyb pohybu uľahčovali súčasne sa rozvíjajúce zmyslové orgány.

To je dôležité najmä pre ženy, ktorých kosti sú menej husté ako kosti mužov. Ženy sú navyše v starobe náchylnejšie na stratu svalovej hmoty.

Kostná hmota, stupeň jej tvorby a jej úbytok je možné kontrolovať dobrá výživa. Vápnik a vitamín D posilňujú kosti a zabraňujú ich praskaniu, lámaniu a iným zraneniam. Potrebná denná dávka vápnika je približne 1200-1500 mg pre dospelých. Ženy, rovnako ako muži, získavajú 50 % kostnej hmoty do veku 20 rokov. V kombinácii s pravidelným cvičením vápnik podporuje zdravú a silnú kostnú hmotu. Vo veku 20 až 30 rokov sa kostná hmota mierne zvyšuje a po 30 rokoch začína proces jej úbytku.

S ich pomocou môže človek získavať z okolia stále úplnejšie a presnejšie informácie. Na využitie týchto príležitostí sa v mozgu rozmnožili neuróny, ktoré podporujú motorickú koordináciu, a aby ich udržali aktívne, vytvárali stále zložitejšie a intenzívnejšie spojenia so zmyslovými orgánmi. Axiálne svaly boli spočiatku riadené výlučne miechovými motorickými neurónmi. Po oddelení jednotlivých svalov kontrolu nad jednotlivými svalmi prevzal mozog, ktorý sa u stavovcov vyvíja a zohráva centrálnu riadiacu úlohu.

V súvislosti s biologickou funkciou vášho tela osobitná pozornosť Zdravé stravovanie treba podávať ženám. Tehotenstvo a dojčenie vyžadujú dodatočný vápnik. Ak ženská krv neobsahuje požadované množstvo tohto minerálu sa kosti stávajú dodatočným zdrojom vápnika, čo v konečnom dôsledku vedie k ich oslabeniu. fajčenie a nadmerné používanie alkoholické nápoje tiež prispievajú k úbytku kostnej hmoty. Hormón estrogén reguluje vyplavovanie vápnika z kostí a vytvára tak normálne podmienky pre dlhodobý rast kostí. V období menopauzy a po menopauze však ženské telo prestáva produkovať estrogén, ktorý je hlavnou príčinou zrýchleného úbytku kostnej hmoty. Pravidelné cvičenie a zvýšená dávka denného príjmu vápnika pomôžu tomuto procesu v postmenštruačnom období zabrániť. Okrem užívania vápnika ako doplnku stravy sa odporúča zaradiť do dennej stravy potraviny obsahujúce tento prvok.

Prvým autocentrom na stavovcoch bola pohybová oblasť nachádzajúca sa v Mesencephalone. Aj keď sa evolúcia vyvinula do nových oblastí mozgu špecializovaných na riadenie motoriky, retikulospastický trakt pretrváva aj u ľudí. Okrem kontroly svalového tonusu sa venuje najmä vykonávaniu rytmických pohybov.

Počas evolúcie mozog stavovcov spočiatku dominuje časti moderného mozgového kmeňa. Keď sa funkcie mozgu stali zložitejšími, na ich ovládanie bolo potrebných viac nervových buniek. Keďže v tom čase nebolo v mozgu dosť miesta, nové neuróny vytvorili novú kolóniu pred doteraz umiestneným mozgom. V ďalšom kroku sa vytvoria tri jadrá zodpovedné za videnie: dve za a jedno nad stredným mozgom. Predchádzajúce stavovce majú tri oči. Informácie o dvoch laterálnych očiach boli spracované dvoma bazalokačnými laterálnymi genikulárnymi telieskami, ktoré sú krížené vyššie uvedenými parietálnymi očami cez horné jadro.

K programu fyzické aktivity by mal byť zahrnutý silový tréning. Dôležitý faktor, určujúci zdravotný stav pohybového aparátu, je udržiavanie optimálnej hmotnosti.

Osobitná pozornosť by sa mala venovať nohám. Nohy zohrávajú veľmi dôležitú úlohu v pohybovom aparáte, ako aj v zdraví celého organizmu. Správna starostlivosť za nohami zahŕňa okrem iných hygienických postupov aj starostlivý výber obuvi. Pohodlná a správne vybraná obuv je výbornou prevenciou mnohých ochorení nôh.

Bočné oči a ich jadrá sa u človeka zachovali aj ako zrakové orgány, pričom zároveň temenné oko a jeho jadro postupne ustupovali, strácali zrak a klesali do hlbín ako epitalamus. Ďalšia funkcia v dienecefalóne bola somatosenzorická. U plazov sa liečba somatosenzorickej funkcie naďalej vyvíjala; vyvinuli sa dorzálne a predné talamické jadrá. V tom istom čase bolo anteroventrálne jadro prvým koordinačným centrom pre mezencefalón.

Poslednou oblasťou talamu, ktorá sa mala vyvinúť, bol Pulvinar Talami, ktorý sa zaoberal koordináciou medzi zmyslovými orgánmi. U necicavcov prebral celú úlohu troch zmyslových lalokov mozgu. Bazálne gangliá, ktoré koordinujú pohybový systém, boli nájdené už u obojživelníkov. Vyvinuli sa rýchlo, ale iba u cicavcov.

"Pohybový systém" a ďalšie články zo sekcie Choroby pohybového aparátu

Funkčná štruktúra dobrovoľného pohybu. Z uvedeného vyplýva, že na zabezpečení akéhokoľvek pohybu sa podieľajú rôzne zložky, takže jednou z hlavných otázok je, ako zabezpečiť jednorazový príkaz, ktorý dostane výkonný aparát. Bez ohľadu na stratégiu a taktiku konkrétneho hnutia je hlavnou úlohou systému, ktorý zabezpečuje program, koordinovať všetky zložky tímu.

Uránske telencefalónové ložiská, ktoré boli rozšírené z bočných stien diénovej bunky, sa už vytvárajú u obojživelníkov. Prvé telencefalické štruktúry zodpovedajú rastlinám bazálnych ganglií a limbického systému cicavcov. Ich hlavnou úlohou bol čuch a koordinácia určitého, najmä sexuálneho správania. Mozgová kôra je „vynálezom“ cicavcov. Podľa vyššie uvedených dôvodov sa nachádzajú také nové funkcie, ktorých neuróny nenašli dostatočný priestor v diencecefalóne.

Keďže dienecephalon už nemohol rásť, zo steny neuroepiteliálnej trubice, ktorá vyrástla z jej steny, vznikli nové neuróny. Postupne sa vyvinuli bočné komory a z ich stien laloky mozgu. Prvými cicavcami boli malé hlodavce v tvare tyče, ktoré sa na začiatku preháňali a potom sa zmenili na vačkovité. V dobe dinosaurov sa uchýlili do jaskýň v metre. V súlade so spôsobom života sa v tmavých jaskyniach pohybovali predovšetkým podľa pachu.

CNS má množstvo geneticky fixných programov (napríklad program pohybovej chôdze založený na aktivite chrbtica - týkajúca sa chrbtice.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">spinálna generátor). Takéto jednoduché programy sú kombinované do zložitejších systémov ako je udržiavanie vzpriameného držania tela. K tejto asociácii dochádza v dôsledku učenia, ktoré sa zabezpečuje prostredníctvom účasti prednej kôry. hemisféry.
Najkomplexnejšia a fylogeneticky najmladšia je schopnosť vytvárať sled pohybov a predvídať jeho realizáciu. Riešenie tohto problému je spojené s frontálnym asociačným systémom, ktorý si takéto sekvencie pohybov zapamätá a uloží do pamäte. Najvyšším odrazom tohto kódovania v človeku je verbalizácia, alebo slovné sprevádzanie základných pohybových pojmov.
Všeobecnou zákonitosťou systému riadenia pohybu je využitie spätnej väzby. To zahŕňa nielen proprioceptívnu spätnú väzbu z pohybu, ktorý sa začal, ale aj Aktivácia - excitácia alebo zvýšená aktivita, prechod zo stavu pokoja do stavu aktívneho. onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">aktivácia systémy odmien alebo trestov. Okrem toho je zahrnutá aj vnútorná spätná väzba, t.j. informácie o aktivite základných úrovní motorického systému alebo eferentná kópia samotného motorického príkazu. Tento typ spätnej väzby je nevyhnutný pre rozvoj nových motorických koordinácií. Pre pohyby rôznej zložitosti a rýchlosti môže byť spätná väzba uzavretá na rôznych úrovniach. Preto oba typy riadenia – programovanie a sledovanie – môžu koexistovať v rovnakom systéme riadenia pohybu.
Na záver je vhodné citovať výrok vynikajúceho fyziológa N.A. Bernstein, že pohyby „...nie sú priestorové, ale sémantické a motorické zložky reťazcov akčnej úrovne sú diktované a vyberané podľa sémantickej podstaty objektu a toho, čo by sa s ním malo robiť“.

Pre prežitie sú dve najdôležitejšie funkcie čuch a reprodukcia. Tieto dve funkcie sa teda riešili v dvoch nových rozvojových regiónoch z dienecephalonu. ich pozostatky, limbický systém a pachový kortex, ktorý vykonáva rovnaké funkcie, sa nachádza aj u ľudí v mediálnom centrálnom kortexe. Tieto dve funkcie spolu morfologicky a funkčne úzko súvisia u každého stavovca, dokonca aj u ľudí s výrazne zníženým zápachom. Na tomto postoji je založený parfumérsky priemysel.

Hemisféry corpus callosum chýbajú v mozgu najstarších žijúcich cicavcov, kloakov a vtákov. Ďalším krokom vo vývoji bol významný rozvoj somatosenzorického systému. Tieto nočné hlodavce, podobné dnešným potkanom a myšiam, žili ešte v tmavom podzemí. S ich pomocou sa mohli rýchlo a spoľahlivo pohybovať po temných podzemných kanáloch dlhé vlasy na tvár, pretože by ich mohli použiť ako radar, cez veľmi citlivé tlakové receptory spojené. Pre túto presnú mechanickú „analýzu obrazu“ potrebovali novú populáciu neurónov.

10.4. Elektrofyziologické koreláty organizácie pohybu

Elektrofyziologické metódy sa používajú na štúdium rôznych aspektov motorická aktivita, a najmä tie, ktoré sú neprístupné priamemu pozorovaniu. Cenné informácie o fyziologických mechanizmoch organizácie pohybu poskytujú metódy hodnotenia interakcie zón mozgovej kôry, analýza lokálneho EEG a potenciálov súvisiacich s pohybom a zaznamenávanie neuronálnej aktivity.
Štúdium interzonálnych súvislostí mozgových biopotenciálov umožňuje sledovať dynamiku interakcie jednotlivých kortikálnych zón v rôznych štádiách vykonávania pohybu, pri učení sa novým motorickým zručnostiam, identifikovať špecifiká interzonálnej interakcie počas odlišné typy pohyby.

Tieto neuróny migrovali do novovytvoreného teleencefalu a vytvorili prvý skutočný lalok - parietálny lalok. Táto chlopňa zostala aj somatosenzorickým centrom u človeka. U vačice a podobných druhov sa na hojenie kože používa prevažne mozgová kôra. U starých cicavcov prebiehali signály zo svalových vretien do novo vyvinutého mozočka a odtiaľ cez jadrá mozočka do talamu.

Ako ďalšia etapa evolúcie čelili mozgy králičích hlodavcov, ktoré sa už dostali na zemský povrch, novej výzve: museli počúvať z diaľky a nájsť potenciálneho útočiaceho nepriateľa, len aby unikli. čas. Nové akustické centrum sa presunulo z dolného colliculus do temporálny lalok, ktorý sa vyvíja zo steny neuroepiteliálnej trubice, ktorá vyrastá z dienosifalonu a pre nedostatok miesta sa kýva dole. Časti bočná komora, obsahujúci dve cievne steny plexu, bunkové médiá a spodnú kukuricu, ako aj parietálne a temporálny lalok, vyvíjajúce sa z jej steny, sú najstaršími časťami mozgovej kôry.

Priestorová synchronizácia (PS), t.j. Synchrónna dynamika elektrických oscilácií zaznamenaných z rôznych bodov mozgovej kôry odráža stav mozgových štruktúr, čo uľahčuje šírenie vzruchu a vytvára podmienky pre interzonálnu interakciu. Metódu registrácie PS vyvinul vynikajúci ruský fyziológ M.N. Livanov.
Štúdie rytmických zložiek EEG jednotlivých zón a ich časopriestorových vzťahov u ľudí pri vykonávaní vôľových pohybov poskytli skutočnú príležitosť priblížiť sa k analýze centrálnych mechanizmov funkčných interakcií, ktoré sa vyvíjajú na systémovej úrovni počas motorickej aktivity. Korelačná analýza EEG zaznamenaná pri vykonávaní rytmických pohybov ukázala, že u ľudí sa na kortikálnej organizácii pohybov podieľajú nielen centrá motorickej kôry, ale aj frontálne a dolné parietálne zóny.
Učenie sa dobrovoľných pohybov a ich nácvik spôsobuje prerozdelenie medzicentrálnych korelácií kortikálnych biopotenciálov. Na začiatku tréningu celkový počet centrá zapojené do spoločnej aktivity sa prudko zvyšujú a synchrónny vzťah rytmických zložiek EEG motorických zón s prednou a zadnou Asociatívne zóny kôry - zóny, ktoré prijímajú informácie z receptorov, ktoré vnímajú podráždenie rôznych modalít, a zo všetkých projekčných zón. ");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">asociatívne oblasti. Osvojením pohybu sa výrazne znižuje celková úroveň PS a naopak sa zvyšujú väzby medzi motorickými zónami a spodnými parietálnymi.
Je dôležité poznamenať, že v procese učenia sa preskupuje rytmické zloženie biopotenciálov rôznych kortikálnych zón: v EEG sa začínajú zaznamenávať pomalé rytmy, ktoré sa frekvenčne zhodujú s rytmom vykonávania pohybov. Tieto rytmy v ľudskom EEG sa nazývajú "označené". Rovnaké označené oscilácie boli nájdené u detí predškolskom veku keď na ergografe robia rytmické pohyby.
Systematické štúdie ľudského EEG počas vykonávania cyklickej (periodicky sa opakujúcej) a acyklickej motorickej aktivity odhalili významné zmeny v dynamike elektrickej aktivity mozgovej kôry. V EEG dochádza k zvýšeniu lokálnej aj vzdialenej synchronizácie biopotenciálov, čo sa prejavuje zvýšením sily periodických zložiek, zmenami vo frekvenčnom spektre auto- a krížových korelogramov, v určitom zoradení maximá frekvenčných spektier a funkcií Koherencia - stupeň synchronizácie indikátorov frekvencie EEG medzi rôznymi časťami mozgovej kôry.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">koherencia na rovnakej frekvencii.

PS a reakčný čas. Reakčný čas je jedným z najjednoduchších indikátorov motora. Preto je obzvlášť zaujímavá skutočnosť, že aj jednoduchá motorická reakcia môže mať rôzne fyziologické koreláty v závislosti od predĺženia alebo zníženia jej trvania. Pri porovnaní obrazu intercentrálnych korelačných vzťahov spektrálnych komponentov EEG mozgu s časom jednoduchej motorickej reakcie sa teda ukázalo, že preskupenie časopriestorových vzťahov EEG asociatívnych zón je spojené s odpoveďou. času na daný podnet. Pri rýchlych reakciách u zdravého človeka vznikali najčastejšie vysoké korelácie biopotenciálov v oboch dolných parietálnych oblastiach (o niečo viac s ľavou hemisférou mozgu). Ak sa reakčný čas zvýšil, bolo to sprevádzané synchronizáciou biopotenciálov v frontálnych oblastiach kôra a dolná parietálna oblasť ľavej hemisféry bola z interakcie vylúčená. Okrem toho sa zistil vzťah medzi veľkosťami fázových posunov Alfa rytmus - hlavný rytmus elektroencefalogramu v stave relatívneho pokoja, s frekvenciou v rozsahu 8 - 14 Hz a priemernou amplitúdou 30 - 70 μV. ");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">rytmus alfa registrovaná vo frontálnej, precentrálnej a okcipitálne oblasti mozgu a rýchlosť jednoduchej motorickej reakcie.
Je dôležité poznamenať, že k zvýšeniu synchronizácie biopotenciálov dochádza u človeka už v predpracovnom stave v procese koncentrácie pred motorickou akciou, ako aj pri mentálnom vykonávaní pohybov.

PS a špecifiká pohybu. Okrem nešpecifického zvýšenia PS biopotenciálov bolo zaznamenané jeho výrazné selektívne zvýšenie medzi kortikálnymi zónami priamo zapojenými do organizácie konkrétneho motorického aktu. Napríklad najväčšia podobnosť v elektrickej aktivite je zistená: pri pohybe rúk - medzi prednou oblasťou a motorickým znázornením svalov Horné končatiny; pri pohybe nôh - medzi prednou oblasťou a motorickou reprezentáciou svalov dolných končatín. Vďaka presným činnostiam, ktoré si vyžadujú jemnú priestorovú orientáciu a vizuálnu kontrolu (streľba, šerm, basketbal), sú interakcie medzi vizuálnymi a motorickými oblasťami lepšie.
Pri výkone bola odhalená komplexná dynamika PS biopotenciálov rôznych častí mozgu u športovcov rôzne cvičenia a ukazuje sa závislosť zvýšenia interakcie rytmických zložiek EEG od spôsobu motorickej aktivity, od kvalifikácie športovcov, od schopnosti človeka riešiť taktické problémy, od zložitosti situácie. U vysokokvalifikovaných športovcov sú teda intercentrálne interakcie oveľa intenzívnejšie a jasnejšie lokalizované. Ukázalo sa tiež, že zložitejšie motorické úlohy vyžadujú viac vysoký stupeň priestorová synchronizácia EEG rytmov a čas na riešenie taktických úloh koreluje s mierou nárastu intercentrálnych interakcií. V tomto prípade nasleduje motorická odpoveď po dosiahnutí maximálnej synchronizácie biopotenciálov v mozgovej kôre.
Štúdie PS mozgových biopotenciálov u ľudí spoločne umožnili zistiť, že pri vykonávaní jednoduchých a zložitých motorických úkonov vstupujú do interakcií rôzne centrá mozgu, ktoré tvoria zložité systémy vzájomne prepojených zón s ohniskami aktivity nielen v projekcii, ale aj v asociačných oblastiach, najmä frontálnej a dolnej parietálnej. Tieto intercentrálne interakcie sú dynamické a menia sa v čase a priestore, keď sa vykonáva motorický akt.

10.5. Komplex mozgových potenciálov spojených s pohybmi

Jedným z dôležitých smerov v štúdiu psychofyziológie motorického aktu je štúdium komplexu oscilácií mozgových potenciálov spojených s pohybmi (PMSD). Význam tohto javu pre pochopenie fyziologické mechanizmy organizácia pohybu je veľmi rozsiahla, pretože štúdium PMSD umožňuje odhaliť skrytú sekvenciu procesov vyskytujúcich sa v mozgovej kôre počas prípravy a vykonávania pohybu a chronometria procesov spracovania informácií je súborom metód na meranie trvanie jednotlivých etáp v procese spracovania informácií na základe merania fyziologické ukazovatele, najmä latentné periódy zložiek evokovaných potenciálov a potenciálov súvisiacich s udalosťami.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);"> hodiny tieto procesy, t.j. stanoviť ich časové limity.

Komponentné zloženie PMSD. Prvýkrát bol tento komplex, odrážajúci procesy prípravy, realizácie a hodnotenia hnutia, zaregistrovaný v 60. rokoch. Ukázalo sa, že pohybu predchádza pomalá negatívna oscilácia – potenciál pripravenosti (RP). Začína sa rozvíjať 1,5 - 0,5 s pred začiatkom pohybu. Táto zložka je registrovaná hlavne v centrálnom a fronto-centrálnom zvode oboch hemisfér. 500-300 ms pred začiatkom pohybu sa PG stane asymetrickým - jeho maximálna amplitúda sa pozoruje v precentrálnej oblasti, Kontralaterálna - vzťahujúca sa na opačnú stranu tela.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);"> kontralaterálna pohyb. Približne polovica dospelých subjektov sa na pozadí tejto pomalej negatívnej oscilácie krátko pred začiatkom pohybu zaznamená pozitívna zložka s malou amplitúdou. Hovorí sa tomu „premotorická pozitivita“ (PMP). Ďalšia rýchlo rastúca záporná oscilácia v amplitúde, takzvaný motorický potenciál (MP), sa začína rozvíjať 150 ms pred začiatkom pohybu a dosahuje svoju maximálnu amplitúdu nad oblasťou motorickej reprezentácie pohyblivej končatiny v mozgovej kôre. Tento komplex potenciálov končí kladnou zložkou približne 200 ms po začiatku pohybu.

Funkčný význam komponentov. Všeobecne sa uznáva, že potenciál pripravenosti (RP) vzniká v motorickom kortexe a je spojený s procesmi plánovania a prípravy pohybu. Patrí do triedy pomalých negatívnych oscilácií mozgového potenciálu, ktorých výskyt sa vysvetľuje aktiváciou neurónových prvkov zodpovedajúcich oblastí kôry.
Hypotézy týkajúce sa funkčná hodnota PMP sú rôzne.
Táto oscilácia sa považuje jednak za odraz dodania centrálneho príkazu z kôry do svalov, ako aj za výsledok uvoľnenia kôry po ukončení určitého štádia organizácie pohybu, ako aj za odraz procesov potlačenia súvisiacich pohybov druhej končatiny a ako spätná väzba zo svalovej aferentnosti. V súčasnosti sa niektorí autori domnievajú, že PMP sú len odrazom nástupu motorického potenciálu.
Pri registrácii MP v opiciach boli v MP identifikované dve čiastkové zložky. Prvá subkomponenta koreluje s aktiváciou motorickej kôry spojenou s iniciáciou pohybu (synaptická aktivita pyramidálne neuróny), a druhé - s aktiváciou polí 2.3 a 4 Brodmannových polí - oddelené oblasti mozgovej kôry, ktoré sa líšia svojou bunkovou štruktúrou (cytoarchitektonika) a funkciami. Napríklad polia 17,18,19 sú vizuálne oblasti mozgovej kôry, ktoré majú rôzne štruktúry a funkcie pri poskytovaní zrakového vnímania.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">od Brodmana . Evidencia MP u osoby s epilepsiou umožnila v nej rozlíšiť tri zložky. Prvá zložka sa nazývala iniciačný potenciál. Má vysokú amplitúdu a vyskytuje sa po začatí pohybu v precentrálnom kontralaterálnom kortexe. Druhý, ktorý sa vyskytuje po začiatku myogramu a je viac lokalizovaný v kontralaterálnom somatosenzorickom poli, môže byť spojený s iniciáciou pohybu aj so senzorickou spätnou väzbou. Tretia zložka odráža impulz prichádzajúci zo svalovej aferentácie do kôry.
Pozitívny potenciál po MP sa považuje za odraz reverznej aferentácie prichádzajúcej z periférnych receptorov, vzostupnej aktivity z motorických centier, operácie porovnávania medzi motorickým programom a neurónovým obrazom jeho vykonávania, alebo procesov kortikálnej relaxácia po pohybe.

Vlna očakávania. Okrem PMSD bol opísaný aj ďalší elektrofyziologický jav, ktorý je v podstate blízky potenciálu pripravenosti. Je to o o negatívnom kolísaní potenciálu zaznamenaného v predných úsekoch mozgovej kôry v období medzi pôsobením varovných a spúšťacích (vyžadujúcich reakciu) signálov. Táto fluktuácia má množstvo názvov: očakávaná vlna, E-vlna, podmienená negatívna odchýlka (CNV). E-vlna nastáva 500 ms po varovnom signáli, jej trvanie sa zvyšuje s predlžovaním intervalu medzi prvým a druhým stimulom. Amplitúda E-vlny sa zvyšuje priamo úmerne s rýchlosťou motorickej odozvy na štartovací podnet. Zvyšuje sa s napätím pozornosti a zvyšovaním vôľového úsilia, čo naznačuje súvislosť tohto elektrofyziologického javu s mechanizmami vôľovej regulácie motorickej aktivity a správania vôbec.

10.6. nervová aktivita

Funkčné kortikálne stĺpce. V motorickej zóne ľudskej kôry sa nachádzajú takzvané obrie pyramídy Beza bunky - pyramídové bunky mozgovej kôry. onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">Betz bunky, ktoré sú usporiadané do samostatných stĺpcov. Pyramídové bunky, ktoré vykonávajú podobné funkcie, sú umiestnené vedľa seba, inak by bolo ťažké vysvetliť presnú somatotopickú organizáciu kôry. Takéto motorové stĺpy sú schopné excitovať alebo inhibovať skupinu funkčne homogénnych Motorický neurón (motorický neurón) - nervová bunka, ktorej axón inervuje svalové vlákna. onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">motorické neuróny.
Registrácia aktivity jednotlivých pyramídových buniek pomocou implantovaných mikroelektród u zvierat vykonávajúcich rôzne pohyby umožnila zistiť zásadne dôležitú skutočnosť. Kortikálne neuróny, ktoré regulujú aktivitu akéhokoľvek svalu, nie sú sústredené len v jednom stĺpci. Motorický stĺpik je z veľkej časti funkčným spojením neurónov, ktoré regulujú činnosť viacerých svalov pôsobiacich na konkrétny kĺb. V stĺpcoch pyramídových neurónov motorickej kôry teda nie sú zastúpené ani tak pohyby ako svaly.

Neurónové kódy motorických programov. Kódovanie informácií v neuróne sa uskutočňuje frekvenciou jeho výbojov. Analýza impulznej aktivity neurónov počas vývoja rôznych motorických programov u zvierat ukázala, že neuróny sú zapojené do ich konštrukcie. rôzne oddelenia motorického systému pri vykonávaní špecifických funkcií. Podľa niektorých predstáv k zahrnutiu motorických programov dochádza v dôsledku aktivácie takzvaných príkazových neurónov. Veliteľské neuróny sú zase pod kontrolou vyšších kortikálnych centier. Inhibícia je nervový proces opačný k excitácii; sa prejavuje oslabením alebo zastavením činnosti špecifickej pre daný systém tela. onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">Spomaliť príkazového neurónu vedie k zastaveniu ním riadeného programu, excitácii naopak k aktivácii nervového okruhu a aktualizácii motorického programu.
Zapojenie príkazových neurónov do integrálnej činnosti mozgu je determinované aktuálnou motiváciou a špecifickým motorickým programom zameraným na uspokojenie tejto motivácie. Motorický program, aby bola adaptívna, musí brať do úvahy všetky signálne významné zložky vonkajšieho prostredia, voči ktorým sa vykonáva cieľavedomý pohyb, t.j. na princípe multisenzorického Konvergencia je spojenie axónov skupiny neurónov, ku ktorému dochádza v dôsledku tvorby synapsií na rovnakom postsynaptickom neuróne. onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">konvergencia.

Slovníček pojmov

  1. lokomócia
  2. motorický neurón
  3. artikulácia
  4. aktivácia
  5. súdržnosť
  6. Brodmannove polia
  7. chronometria procesov spracovania informácií

Otázky na samovyšetrenie

  1. Aký je rozdiel medzi statickým a dynamickým obrazom tela?
  2. Ktoré štruktúry mozgu hrajú rozhodujúcu úlohu pri organizácii dobrovoľného pohybu?
  3. Ako sa líšia funkcie pyramídového a extrapyramídového systému?
  4. Čo dávajú potenciály mozgu spojené s pohybom na pochopenie mozgových mechanizmov organizácie pohybu?

Bibliografia

  1. Batuev A.S. Funkcie motorového analyzátora. L.: Nauka, 1970.
  2. Batuev A.S. Vyššie nervová činnosť. Moskva: Vyššia škola, 1991.
  3. Bernstein N.A. Eseje o fyziológii pohybov a fyziológii činnosti. Moskva: Nauka, 1966.
  4. Bloom F., Lizerson A., Hofstadter L. Mozog, myseľ a správanie. M.: Mir, 1988.
  5. Dudel J., Ruegg I., Schmidt R., Janig V. Fyziológia človeka. T. 1 / Ed. R. Schmidt a G. Thevs. M.: Mir, 1985.
  6. Všeobecný kurz fyziológie človeka a zvierat / Ed. A.A. Nozdrachev. Moskva: Vyššia škola, 1991.
  7. Sologub E.B. Elektrická aktivita ľudského mozgu v procese motorickej aktivity. L.: Nauka, 1973.
  8. Khrizman T.P. Pohyb dieťaťa a elektrická aktivita mozgu. Moskva: Pedagogika, 1973.
  9. Evarts E. Mozgové mechanizmy, ktoré riadia pohyb // Mozog. M.: Mir, 1982.

Témy semestrálnych prác a esejí

  1. Učenie N.A. Bernstein o štruktúre pohybu.
  2. Psychofyziologické typológie pohybov.
  3. Pohyby ľudskej ruky a ich neurofyziologické mechanizmy.
  4. Vôľové pohyby a ich neurofyziologické mechanizmy.
  5. Historické etapy výskumu mozgových potenciálov spojených s pohybmi.
  6. Úloha nervovej aktivity pri konštrukcii pohybov.