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神经系统:运动控制的 9 大知识点

来源 2024-03-07 15:08:49 医疗资讯

运动是人和动物最基本的功能活动之一,姿势则为运动时的背景或基础。躯体的各种姿势和运动都是在神经系统的控制下进行的。

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1、神经系统

人体神经系统分为中枢神经系统(CNS)和外周神经系统(PNS)两大部分。其主要组成和分布如下:

(1)中枢神经系统

  • 大脑:分为左右两个半球,它们之间由脑沟分隔。大脑负责感知、思考、记忆等高级功能。

  • 脊髓:位于脊椎管内,是与大脑相连的一部分,负责传递神经冲动,协调运动和控制反射。

(2)外周神经系统

  • 脑神经:12对脑神经起源于大脑和脑干,分布在头颅区域,控制头颅和颈部的运动和感觉。

  • 脊神经:31对脊神经起源于脊髓,通过脊椎骨间孔离开脊髓,分布到身体的各个部位,负责身体的感觉和运动。

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(3)自主神经(ANS)

  • 交感神经系统: 通过脊神经的胸腰段神经节,对应激性反应,如应激、战斗或逃跑时的生理反应。

  • 副交感神经系统: 通过脑神经和脊神经的部分分支,对应安静、休息和消化时的生理状态。

(4)感觉神经和运动神经:

  • 感觉神经:传递感觉信息,将外部刺激传递到中枢神经系统。

  • 运动神经: 控制肌肉的运动,将中枢神经系统的指令传递到肌肉。

神经系统的分布是全身性的,涵盖了大脑、脊髓、脑神经、脊神经以及自主神经系统的网络,通过这一复杂的系统,人体实现了各种感觉、运动和内部调节的功能。

2、运动调控的基本结构和功能

(1)人的中枢运动调控系统由三级水平的神经结构组成

①最高水平:大脑皮层联络区、基底神经节和皮层小脑(负责运动的总策划)。

②中间水平:运动皮层和脊髓小脑(负责运动的协调、组织和实施)。

③低水平:脑干和脊髓(负责运动的执行)。

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(2)三个水平对运动的调控作用不同

它们之间首先是从高级到低级的关系,控制反射运动的脊髓接受高位中枢的下行控制,高位中枢发出的指令又需要低位中枢的活动实现运动。

此外,三个水平又是平行的组织在一起的。

3、躯体运动的分类

依据运动时主观意识参与的程度可将躯体运动分为:

 ①反射性运动 

主要指不受主观意识控制,运动形式固定,反应快捷的运动,如伤害性刺激所引起的肢体快速回缩反射,肌腱反射和眼球注视等。

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 ②形式化运动

主观意识只控制运动的起始与终止,而运动期间多可自动完成,此类运动形式固定,具有节律性与连续性,如步行、跑步、咀嚼和呼吸等。

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 ③意向性运动

具有明确的目的性,运动全过程均受主观意识支配,运动形式较为复杂,一般是通过后天的学习而获得,随着实践经验的积累运动技巧日渐完善。

4、运动的脊髓调控

脊髓是中枢神经的初级部位,具有介导各种反射的神经元网络,由感觉神经元、中间神经元及运动神经元组成。

其作用:

①对传入的信息进行初步的整合与上传;

②独立完成部分重要的反射。如:牵张反射、屈肌反射

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(1)脊髓神经元

①运动神经元的特征(α神经元、γ神经元)

a.最后公路:位于脊髓前角的运动神经元称之为到达肌肉的“最后公路”。

b.α-γ共同激活:当a运动神经元活动时,γ运动神经元也被激活,这种在运动时两者同时兴奋的模式称为a-γ共同激活。

c.γ-环路:高位中枢下行冲动,首先增强γ运动神经元活动,使肌梭敏感性提高,转而加强支配同一肌肉α运动神经元活动,导致肌紧张加强,称γ僵直。这一活动途径亦称γ-环路。

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②中间神经元

位于传出与传入之间,介导传出与传入信号。

③感觉神经元

a.感觉刺激引起脊髓反射;

b.各种感受信号可通过不同途径投射到高级中枢进行分析与整合。

(2)脊髓反射

脊髓反射是指脊髓固有的反射,其反射弧并不经过大脑。主要包括:

①牵张反射

当骨骼肌受到外力牵拉时,该肌就会产生反射性收缩,这种反射称为牵张反射。

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a.动态牵张反射:快速牵拉肌肉时引起,感受器是肌梭,通过Ⅰa传入,兴奋α,产生一次性相位收缩,效应器:快肌纤维。发生交互抑制。

b.静态牵张反射:缓慢持续牵拉肌肉时引起,感受器是肌梭,通过Ⅰa传入,兴奋α,效应器:慢肌纤维。抵抗肌肉牵拉。

牵张反射的生理意义:维持躯体的基本姿势,也能反射性地增加肌肉力量。

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②屈肌反射

当皮肤或肌肉受到伤害时,肢体快速回撤,这一反射称为屈肌反射。

a.特征:多突触反射。

b.交叉伸肌反射

兴奋同侧屈肌+抑制同侧伸肌                  

兴奋对侧伸肌+抑制对侧屈肌

比如:走路。

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5、脑干对躯体运动的调控

脑干包括:中脑、脑桥和延髓。

(1)脑干对肌紧张的调控

①脑干网状结构易化区和抑制区可调节肌紧张

  • 脑干网状结构下行抑制系统可使肌紧张减弱

  • 脑干网状结构下行易化系统可使肌紧张加强

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②去大脑僵直

在实验中,在动物中脑四叠体的上、下丘之间切断脑干,造成去大脑动物,此时动物全身伸肌的紧张性显现亢进,表现为四肢僵直,颈背肌肉过度紧张,以致头部向背面弯曲,尾部也向背面翅起呈背弓反张,这一现象称为“去大脑僵直”。

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(上图为去皮层僵直,下图为去大脑僵直)

(2)姿势反射(状态反射、翻正反射 )

在躯体活动过程中,中枢神经系统不断地调整不同部位骨骼肌的张力,以完成各种动作,保持或变更躯体各部分的位置,这种反射总称为姿势反射。

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①状态反射

是指头部空间位置的改变以及头部与躯干的相对位置发生改变时,将反射性地引起躯干和四肢肌肉紧张性的改变。

人体状态反射的规律

  • 头部后仰:上下肢及背部伸肌紧张性加强。四肢伸直,背部挺直。

  • 头部前倾:上下肢及背部伸肌紧张性减弱,屈肌及腹肌的紧张相对加强。四肢弯曲。

  • 头部侧倾或扭转:同侧上下肢伸肌紧张性加强,异侧上下肢伸肌紧张性减弱。

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作用

状态反射在完成一系列运动技能时起重要作用,如体操中的后手翻、后空翻、跳马等,以及举重运动员的发力、短跑运动员起跑等。

②翻正反射

是指当人和动物处于不正常体位时,通过一系列动作将体位恢复常态的反射活动。

a.视觉与耳石器官是关键,使头部位置率先复正。

b.在体育运动中,转体、转身等动作是在翻正反射的基础上完成的。

6、大脑皮质在运动控制中的作用

大脑皮质的不同区域在功能上具有不同的作用,称为大脑皮质的功能定位。

大脑皮层的主要运动区包括中央前回(4区)和运动前区(6区),是控制躯体运动最重要的区域。

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(1)运动传出通路:皮层脊髓束

由皮层发出到脊髓前角运动神经元的传导束称皮层脊髓束。

  • 在对侧脊髓外侧索下行而成的是皮层脊髓侧束,与精细运动相关;

  • 在脊髓同侧前索下行而成的是皮层脊髓前束,与粗略运动有关。

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(2)运动传出通路受损后可表现为

  • 硬瘫:麻痹局限、肌张力减退、肌萎缩明显、Babinski 阴性

  • 或软瘫:麻痹广泛、肌张力过强、肌萎缩不明显、Babinski 阳性

a.下运动神经元受损(例如:脊髓灰质炎):软瘫(周围瘫)。

b.上运动神经元受损(例如:脑出血):硬瘫(中枢瘫)。

7、小脑在运动控制中的作用

小脑可调节肌紧张、控制躯体平衡、协调感觉运动和参与运动学习。

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8、基底神经节在运动控制中的作用

(1)作用

a.随意运动的产生和稳定调节(但不能发出随意运动)

b.肌紧张的调节

c.本体感觉传入冲动信息的处理

d.运动的设计和程序的编制

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(2)与基底神经节有关的疾病

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9、运动中神经元活动的功能整合

①神经系统在人体肌肉的活动中起着重要的调节和整合主导作用。姿势和运动中肌肉活动的协调、运动技能的形成都是在神经系统的参与下完成的。

②感受器为神经活动提供输入信息。

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