سیستم حرکتی و کنترل حرکت
سیستم حرکتی حرکت را برنامهریزی، انتخاب و اجرا میکند و اهداف را به الگوهای هماهنگ فعالیت عضلانی تبدیل مینماید. این سیستم شامل قشر حرکتی و مسیرهای نزولی آن، عقدههای قاعدهای و مخچه است که حرکت را شکل داده و اصلاح میکنند، و ساقه مغز و مدارهای نخاعی که در نهایت نورونهای حرکتی را به حرکت درمیآورند.
Definition
سیستم حرکتی شامل ساختارهای قشری، زیرقشری، ساقه مغز و نخاعی است که با هم حرکت ارادی و انعکاسی را برنامهریزی، آغاز، هماهنگ و اجرا میکنند، از جمله قشر حرکتی اولیه، نواحی پیشحرکتی و حرکتی تکمیلی، عقدههای قاعدهای، مخچه، مسیرهای نزولی و مدارهای حرکتی نخاعی.
Scope
این مدخل سازماندهی سلسلهمراتبی و موازی کنترل حرکتی را پوشش میدهد: نواحی حرکتی قشری و مسیر قشری-نخاعی، نقش عقدههای قاعدهای و مخچه در انتخاب و هماهنگی، و کدگذاری جمعیتی حرکت. این مطلب جنبه آموزشی و مرجع دارد و راهنمایی برای تشخیص یا درمان اختلالات حرکتی ارائه نمیدهد.
Core questions
- بدن چگونه در قشر حرکتی نمایش داده میشود و این نمایش چگونه سازماندهی شده است؟
- جمعیتهای نورونهای قشری چگونه جهت و پارامترهای حرکت را کدگذاری میکنند؟
- عقدههای قاعدهای و مخچه چگونه به انتخاب و هماهنگی حرکت کمک میکنند؟
Key concepts
- هومونکولوس حرکتی و سوماتوتوپی
- مسیر قشری-نخاعی (هرمی)
- کدگذاری بردار جمعیتی جهت حرکت
- حلقههای قشری-عقدههای قاعدهای-تالاموقشری
- هماهنگی مخچهای و تصحیح خطا
- نورونهای حرکتی فوقانی و تحتانی
Mechanisms
حرکت ارادی به صورت سلسلهمراتبی و موازی سازماندهی میشود. تحریک حین عمل جراحی توسط پنفیلد و بولدری، یک نمایش سوماتوتوپیک حرکتی، یعنی هومونکولوس حرکتی، را در سراسر شیار پیشمرکزی ترسیم کرد. در قشر حرکتی، جهت حرکت تنها توسط سلولهای منفرد کدگذاری نمیشود، بلکه توسط جمعیتهایی از نورونهای با تنظیم گسترده، همانطور که جورجوپولوس و همکارانش با چارچوب بردار جمعیتی نشان دادند، کدگذاری میشود. عقدههای قاعدهای از طریق حلقههای موازی تا حدی جداگانه عمل میکنند که به انتخاب عمل و مقیاسبندی حرکت کمک میکنند، همانطور که الکساندر و همکارانش توصیف کردند، در حالی که مخچه از هماهنگی، زمانبندی و تنظیم مبتنی بر خطا پشتیبانی میکند و همچنین در عملکردهای غیرحرکتی نیز مشارکت دارد. مسیرهای نزولی قشری-نخاعی و ساقه مغز این دستورات را به نورونهای حرکتی نخاعی که عضلات را فعال میکنند، منتقل میکنند.
Clinical relevance
آسیب در سطوح مختلف سیستم حرکتی، تصاویر بالینی متمایزی را ایجاد میکند، از ضایعات قشری و قشری-نخاعی گرفته تا سندرمهای مشخص بیماری عقدههای قاعدهای و مخچه، که این سازماندهی را برای نورولوژی بالینی اساسی میسازد. این مدخل معماری طبیعی حرکتی را برای مرجع آموزشی توصیف میکند و مبنایی برای تشخیص یا مدیریت هیچ اختلال حرکتی نیست.
Evidence & guidelines
دانش کنترل حرکتی از نقشهبرداری تحریک قشری، ثبتهای تکواحدی و جمعیتی، مطالعات ضایعه و ردیابی مسیر، و تصویربرداری عصبی انسانی به دست میآید. نقشه سوماتوتوپیک از مطالعات تحریک پنفیلد و بولدری و توضیح کدگذاری جمعیتی از جورجوپولوس و همکارانش نشأت میگیرد؛ معماری حلقهای عقدههای قاعدهای توسط الکساندر و همکارانش خلاصه شده است. درمانهای مرجع استاندارد در کتابهای درسی جامع علوم اعصاب یافت میشوند.
History
مکانیابی عملکرد حرکتی از طریق آزمایشهای تحریک و ضایعه در قرن نوزدهم پیشرفت کرد و در انسانها توسط کار حین عمل جراحی پنفیلد و بولدری در دهه ۱۹۳۰ نقشهبرداری شد. ثبتهای تکواحدی در اواسط و اواخر قرن بیستم نشان دادند که چگونه جمعیتهای قشری حرکت را کدگذاری میکنند، و مدل حلقه موازی عقدههای قاعدهای، سهم زیرقشری در انتخاب حرکت را بازتعریف کرد، با کارهای بعدی که نقش مخچه را فراتر از هماهنگی حرکتی صرف گسترش دادند.
Key figures
- Wilder Penfield
- Apostolos Georgopoulos
- Garrett Alexander
- Peter Strick
Related topics
Seminal works
- penfield-boldrey-1937
- georgopoulos-1986
- alexander-1990
Frequently asked questions
- هومونکولوس حرکتی چیست؟
- هومونکولوس حرکتی نقشه سوماتوتوپیک بدن در سراسر قشر حرکتی اولیه است که در آن قسمتهای مجاور بدن در نواحی قشری مجاور نمایش داده میشوند و قسمتهایی که نیاز به کنترل دقیق دارند، نواحی نامتناسب بزرگی را اشغال میکنند؛ این نقشه توسط پنفیلد و بولدری ترسیم شد.
- قشر حرکتی چگونه جهت یک حرکت را کدگذاری میکند؟
- نورونهای منفرد قشر حرکتی به طور گستردهای برای جهت حرکت تنظیم شدهاند، و جهت یک حرکت واقعی با فعالیت ترکیبی یک جمعیت از نورونها بهتر پیشبینی میشود تا با هر سلول منفرد، این ایده بردار جمعیتی توسط جورجوپولوس و همکارانش معرفی شد.