Motorika Motorika2 Úvod Motorika3 • Motorická akce je výsledkem aktivity dolního motoneuronu • Dolní motoneuron je součást lokálního reflexního okruhu • Dolní motoneuron integruje informace z různých vstupů – Vyšší etáže CNS ➢Horní motoneuron, tectum, n. ruber, mozkový kmen – Propriocepce http://www.frontiersin.org/files/Articles/42416/fnhum-07-00085-HTML/image_m/fnhum-07-00085-g001.jpg Úvod Motorika4 • Motorická akce je výsledkem aktivity dolního motoneuronu • Dolní motoneuron je součást lokálního reflexního okruhu • Dolní motoneuron integruje informace z různých vstupů – Vyšší etáže CNS ➢Horní motoneuron, tectum, n. ruber, mozkový kmen – Propriocepce http://www.frontiersin.org/files/Articles/42416/fnhum-07-00085-HTML/image_m/fnhum-07-00085-g001.jpg Úvod Motorika5 • Motorická akce je výsledkem aktivity dolního motoneuronu • Dolní motoneuron je součást lokálního reflexního okruhu • Dolní motoneuron integruje informace z různých vstupů – Vyšší etáže CNS ➢Horní motoneuron, tectum, n. ruber, mozkový kmen – Propriocepce http://www.frontiersin.org/files/Articles/42416/fnhum-07-00085-HTML/image_m/fnhum-07-00085-g001.jpg Úvod Motorika6 • Motorická akce je výsledkem aktivity dolního motoneuronu • Dolní motoneuron je součást lokálního reflexního okruhu • Dolní motoneuron integruje informace z různých vstupů – Vyšší etáže CNS ➢Horní motoneuron, tectum, n. ruber, mozkový kmen – Propriocepce http://www.frontiersin.org/files/Articles/42416/fnhum-07-00085-HTML/image_m/fnhum-07-00085-g001.jpg Dolní motoneuron Motorika7 http://epomedicine.com/wp-content/uploads/2016/07/gamma-loop.jpg • α motoneuron – inervace kontraktilního aparátu – extrafuzální vlákna – svalová kontrakce • γ motoneuron – inervace svalových vřetének – intrafuzální vlákna – adjustace délky svalového vřeténka – gama klička • β motoneuron – Intrafuzální i extrafuzální vlákna Dolní motoneuron Motorika8 Topografie http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Motorická jednotka Motorika9 • „Průměrný“ sval inervován asi 100 motoneurony, které tvoří motorické jádro • Každý motoneuron inervuje asi 100-1000 svalových vláken a každé svalové vlákno je inervováno pouze jedním motoneuronem • Soubor svalových vláken inervovaných jedním motoneuronem tvoří spolu s těmito motoneurony motorickou jednotku http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Motorická jednotka Motorika10 • „Průměrný“ sval inervován asi 100 motoneurony, které tvoří motorické jádro • Každý motoneuron inervuje asi 100-1000 svalových vláken a každé svalové vlákno je inervováno pouze jedním motoneuronem • Soubor svalových vláken inervovaných jedním motoneuronem tvoří spolu s těmito motoneurony motorickou jednotku http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Typy svalových vláken Motorika11 http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Rychlá vlákna ➢ Stavěna na výkon ➢ Rychlá únavě odolná vlákna- běžný výkon ➢ Rychlá unavitelná vlákna – vysoký výkon Pomalá vlákna ➢ Stavěna na výdrž ➢ Odolná vůči únavě Typy svalových vláken Motorika12 http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Rychlá vlákna ➢ Stavěna na výkon ➢ Rychlá únavě odolná vlákna- běžný výkon ➢ Rychlá unavitelná vlákna – vysoký výkon Pomalá vlákna ➢ Stavěna na výdrž ➢ Odolná vůči únavě Nábor motorických jednotek Motorika13 http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations m. gastrocnemius u kočky Nervosvalová ploténka Motorika14 http://classes.midlandstech.edu/carterp/Courses/bio210/chap09/210_figure_09_11_labeled.jpg Nervosvalová ploténka Motorika15 https://s3.amazonaws.com/classconnection/803/flashcards/9818803/png/initiation-151586429D6310D1C56.png Vlákna příčně pruhovaného svalu Motorika16 http://www.sivabio.50webs.com/mus019.jpg Typy svalové kontrakce Motorika17 http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations • Isotonická kontrakce ➢ Konstantní tonus ➢ Koncentrická x excentrická kontrakce • Izometrická kontrakce ➢ Konstantní délka https://i0.wp.com/colebradburn.com/wp-content/uploads/2013/02/contractions.jpg Propriocepce Motorika18 • Informace o vzájemné poloze jednotlivých částí těla (suma informací o délkách svalů) • Informace o pohybu (síle a rychlosti svalové kontrakce) • Reflexní regulace svalové činnosti • Svalová vřeténka – Paralelní zapojení – informace o délce • Šlachová vřeténka – Sériové zapojení – informace o napětí http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations Svalová vřeténka Motorika19 • Kontraktilní struktury ,které neslouží ke konání práce • Kontraktilita slouží k adjustaci • Opouzdřená struktura vyplněná tekutinou • Intrafuzální vlákna – Paralelní uložení s extrafuzálními vlákny (Reagují na kontrakci extrafuzálních vláken) – Eferentní spoje (do svalového vřeténka) • γ motoneuron – Aferentní spoje (ze svalového vřeténka) • Informace o délce/natažení svalu • Reflexní regulace aktivity α motoneuronu http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations Golgiho šlachová vřeténka Motorika20 • Nekontraktilní opouzdřená struktura • Síť kolagenních vláken • Ia (Aα) vlákna • Mechanorecepce • Sériové uložení ke svalu • Informace o napětí ve svalu/síle kontrakce • Reflexní regulace aktivity α motoneuronu http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations Svalová a šlachová vřeténka Motorika21 http://images.persianblog.ir/559630_iXFiuRo0.jpg Reakce svalových vřetének a Golgiho šlachových vřetének na protažení a kontrakci svalových vláken Motorika22 http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Protažení (pasivní) Odpověď svalových vřetének Kontrakce (aktivní) Odpověď Golgiho šlachových vřetének Hierarchická organizace motorického systému Motorika23 http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Hierarchická organizace motorického systému Motorika24 http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Reflex Motorika25 • Reflexní motorická odpověď – Stereotypní (předvídatelná) – Mimovolní • Proprioceptivní • Exteroceptivní • Monosynaptické • Polysynaptické • Monosegmentální • Polysegmentální http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations Proprioceptivní míšní reflexy Motorika26 • Myotatický reflex – Monosynaptický – Monosegmentální – Svalová vřeténka ➢ Homonymní sval - aktivace ➢ Antagonista - inhibice ✓ Fazická odpověď (Ia) – Ochrana před nadměrným natažením extrafuzálních vláken ✓ Tonická odpověď (Ia a II) – Udržení svalového tonu http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations Motorika27 http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Motorika28 http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Proprioceptivní míšní reflexy Motorika29 • Inverzní myotatický reflex – Monosegmentální – Di-polysynaptický – Golgiho šlachová vřeténka ➢ Homonymní sval – inhibice ➢ Antagonista – aktivace ✓ Ochrana svalu před mechanickým poškozením při velké zátěži http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations Motorika30 http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Exteroceptivní reflexy Motorika31 • Polysynaptické • Polysegmentální http://images.slideplayer.com/15/4638059/slides/slide_37.jpg Exteroceptivní reflexy Motorika32 http://www.easynotecards.com/uploads/920/77/1c7a7974_150bb922c9b__8000_00004383.png • Polysynaptické • Polysegmentální Hierarchická organizace motorického systému Motorika33 http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Pohybové vzorce a rytmické pohybové vzorce Motorika34 • Fixed action patterns (např. polykání) – Neuronové sítě zajišťující komplexní motorickou akci • Central pattern generator (např. chůze, dýchání) – Neuronové sítě produkující rytmickou aktivitu – „Spontánně opakované fixed action patterns“ – Zpětná vazba není nutná • Lokalizace – Chůze – mozkový kmen, dolní hrudní a lumbální mícha – Dýchání – mozkový kmen – Polykání - prodloužená mícha/kmen • Různě vyjádřená kortikální modulace – Chůze (možno plně kontrolovat) – Dýchání (možno částečně kontrolovat) – Polykání (možno zahájit) http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Pohybové vzorce a rytmické pohybové vzorce Motorika35 Fig. 1. Neural control of locomotion. A) Increments in the intensity of stimulation of the MLR in the high decerebrate cat increased the cadence (step cycles/sec) of locomotion. Adapted from Shik et al. 1966.[22] B) Schematic of the velocity command hypothesis: a command signal specifying increasing body velocity descends from deep brain nuclei via the MLR to the spinal cord and drives the timing element of the spinal locomotor CPG to generate cycles of increasing cadence. Extensor phase durations change more than flexor phase durations. The command signal also drives the pattern formation layer to generate cyclical activation of flexor and extensor motoneurons. Loading of the activated muscles (e.g. supporting the moving body mass) is resisted by the muscles' intrinsic spring-like properties. This is equivalent to displacement feedback. Force and displacement sensed bymuscle spindle and Golgi tendon organ afferents reflexly activate motoneurons. A key role of these afferents is to adjust the timing of phase transitions, presumably by influencing or overriding the CPG timer. Adapted from Prochazka & Ellaway 2012.[23] https://en.wikipedia.org/wiki/Central_pattern_generator Pohybové vzorce a rytmické pohybové vzorce Motorika36 Whelan PJ. Shining light into the black box of spinal locomotor networks. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biological Sciences. 2010;365:2383–2395. Volní motorika Motorika37 Idea Association cortex Premotor + Motor cortex Basal Ganglia Lateral cerebellum Movement Intermediate Cerebellum ExecutionPlanning http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Volní motorika Motorika38 • Výsledek součinnosti horního a dolního motoneuronu • Bazální ganglia – Motorický „gating“ – iniciace žádoucích a inhibice nežádoucích pohybů • Mozeček – Koordinace pohybu http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Pyramidová dráha Motorika39 • Horní motoneuron – Primární motorický kortex • Dolní motoneuron – Přední roh míšní • Tractus corticospinalis lateralis – 90% vláken • Tractus corticospinalis anterior – 10% vláken – Nejkaduálnější vlákna zasahují do horních thorakální ch segmentů • Tractus corticobulbaris http://images.slideplayer.com/14/4330915/slides/slide_34.jpg Primární motorický kortex Motorika40 http://www.emunix.emich.edu Kortikální motorické oblasti Motorika41 • Primární motorická oblast (area 4) – Somatotopické uspořádání – Kontrola dolních motoneuronů • Premotorický kortex (area 6 laterálně) – Příprava strategie pohybu pohybu • Sensorimotorická transformace • Výběr pohybových vzorců • Suplementární motorická oblast (area 6 mediálně) – Podílí se na plánování komplexních pohybů • Pohyby pomocí obou končetin • Složité pohybové sekvence – Aktivována i při představení si komplexního pohybu http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations Bazální ganglia Motorika42 • Corpus striatum – Nucleus caudatus – Putamen • Globus pallidus (Pallidum) – Externum – Internum • Nucleus subthalamicus • Substantia nigra – Pars compacta – Pars reticulata • Motorická jádra thalamu http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Bazální ganglia Motorika43 Řízení motoriky realizováno dvěma okruhy ✓ Přímá dráha Aktivace motorického kortexu ✓ Nepřímá dráha Inhibice motorického kortexu Dopaminergic projections Motorika44 http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations • Pro činnost corpus striatum je stěžejní dopaminergní projekce ze s. nigra pars compacta • Aktivace přímé dráhy ➢ D1 receptory • Inhibice nepřímé dráhy ➢ D2 receptory Bazální ganglia Motorika45 • Vedle motorické smyčky existují i další smyčky, které jdou přes jiná thalamická jádra • „Gating“ jiného druhu informace • Asociační smyčka • Limbická smyčka • Bazální ganglia hrají významnou roli v procesu myšlení • Spoje corpus striatum jsou plastické, což umožňuje učení a toto mělo nesmírný evoluční význam http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations Mozeček Motorika46 • Koordinace • Podobně jako bazální ganglia hraje i mozeček nezastupitelnou roli nejen při koordinaci pohybu, ale i při „koordinaci“ myšlenek http://www.slideshare.net/HarshshaH103/cerebellum-its-function-and-releveance-in-psychiatry