Phản hồi cảm thụ bản thể và tích hợp phản xạ tủy sống

Cảm thụ bản thể là cảm giác về vị trí cơ thể, chuyển động và lực cơ, được tạo ra chủ yếu bởi các thụ thể trong cơ, gân và khớp. Các tín hiệu của nó được đưa liên tục vào các mạch tủy sống và trên tủy sống, nơi chúng được tích hợp với các lệnh đi xuống để ổn định tư thế, điều hòa độ cứng cơ và phối hợp chuyển động.

Definition

Phản hồi cảm thụ bản thể là tín hiệu hướng tâm về chiều dài cơ, tốc độ thay đổi chiều dài và sức căng của cơ do thoi cơ và cơ quan gân Golgi tạo ra, được tích hợp trong các mạch phản xạ tủy sống để điều hòa tư thế, chuyển động và lực cơ.

Scope

Mục này bao gồm các cơ quan cảm thụ bản thể chính—thoi cơ và cơ quan gân Golgi—các phản xạ mà chúng điều khiển, và cách phản hồi của chúng được tích hợp trong các mạch tủy sống trong quá trình duy trì tư thế và chuyển động. Đây là một mục sinh lý học mang tính giáo dục và không phải là cơ sở để đánh giá lâm sàng bất kỳ cá nhân nào.

Core questions

• Thoi cơ và cơ quan gân Golgi cảm nhận được điều gì?
• Phản hồi của thoi cơ điều khiển phản xạ căng và điều hòa chiều dài cơ như thế nào?
• Phản hồi của cơ quan gân Golgi điều hòa lực cơ như thế nào?
• Phản hồi cảm thụ bản thể được tích hợp với các lệnh đi xuống trong quá trình chuyển động như thế nào?

Key concepts

• Thoi cơ (sợi hướng tâm Ia và II)
• Cơ quan gân Golgi (sợi hướng tâm Ib)
• Neuron vận động gamma và kiểm soát fusimotor
• Phản xạ căng và điều hòa chiều dài
• Ức chế tự sinh (Ib) và điều hòa lực
• Phản hồi điều hòa tải trọng trong dáng đi và tư thế
• Cảm giác vận động và cảm giác vị trí

Key theories

Kiểm soát phản hồi chiều dài và sức căng

Các cơ quan cảm thụ bản thể hoạt động như các cảm biến phản hồi trong một hệ thống kiểm soát: thoi cơ báo hiệu chiều dài cơ và tốc độ thay đổi của nó để hỗ trợ các phản xạ căng điều hòa chiều dài, trong khi các cơ quan gân Golgi báo hiệu sức căng để điều hòa lực, cùng nhau ổn định tư thế và chuyển động.

Sự tương tác giữa các chương trình trung tâm và đầu vào hướng tâm

Các chuyển động tự động như vận động phát sinh từ sự tương tác giữa các chương trình vận động được tạo ra ở trung tâm và phản hồi cảm thụ bản thể, điều chỉnh chương trình theo trạng thái cơ học của chi và tải trọng mà nó phải chịu.

Mechanisms

Thoi cơ nằm song song với các sợi cơ và báo hiệu chiều dài cơ và vận tốc kéo giãn thông qua các sợi thần kinh hướng tâm Ia và nhóm II; độ nhạy của chúng được điều chỉnh bởi các neuron vận động gamma (fusimotor), giúp thoi cơ vẫn phản ứng khi cơ rút ngắn. Các cơ quan gân Golgi nằm nối tiếp với các sợi cơ và báo hiệu sức căng thông qua các sợi thần kinh hướng tâm Ib, điều khiển sự ức chế tự sinh giúp hạn chế lực quá mức. Các tín hiệu này cung cấp cho các mạch tủy sống: đầu vào từ thoi cơ hỗ trợ phản xạ căng và điều hòa chiều dài, trong khi đầu vào từ cơ quan gân điều hòa lực, và cả hai được tích hợp với các lệnh đi xuống và các bộ tạo mẫu trung tâm để tư thế và chuyển động liên tục thích nghi với tải trọng và sự xáo trộn.

Clinical relevance

Phản hồi cảm thụ bản thể là nền tảng cho các xét nghiệm lâm sàng về cảm giác vị trí và chuyển động, đồng thời giúp giải thích sự cân bằng và phối hợp. Mục này mô tả sinh lý học để định hướng giáo dục và không cung cấp hướng dẫn chẩn đoán hoặc điều trị cho các cá nhân.

Evidence & guidelines

Vai trò của thoi cơ và cơ quan gân cũng như sự tích hợp của chúng vào các phản xạ tủy sống là sinh lý học đã được thiết lập, được tổng hợp trong các đánh giá lớn về cảm thụ bản thể và điều hòa tải trọng trong dáng đi và tư thế; mục này tóm tắt cơ sở bằng chứng đó.

History

Từ những nghiên cứu ban đầu về thoi cơ như một thụ thể căng, sinh lý học đã dần phân biệt phản hồi của thoi cơ (chiều dài) với phản hồi của cơ quan gân (sức căng) và làm rõ sự kiểm soát của fusimotor. Các công trình sau này nhấn mạnh cách phản hồi này tương tác với các chương trình vận động trung tâm trong quá trình vận động và duy trì tư thế, quan điểm được tóm tắt ở đây.

Key figures

• Uwe Proske
• Simon Gandevia
• Volker Dietz
• Jacques Duysens

Seminal works

• proske-gandevia-2012
• dietz-1992
• duysens-2000

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa thoi cơ và cơ quan gân Golgi là gì?

Thoi cơ nằm song song với các sợi cơ và cảm nhận chiều dài và tốc độ kéo giãn, trong khi cơ quan gân Golgi nằm nối tiếp với cơ và cảm nhận sức căng; thoi cơ hỗ trợ điều hòa chiều dài và cơ quan gân hỗ trợ điều hòa lực.

Các neuron vận động gamma làm gì?

Các neuron vận động gamma điều chỉnh sức căng của các sợi nội thoi của thoi cơ, giữ cho thoi cơ nhạy cảm với sự kéo giãn ngay cả khi cơ xung quanh rút ngắn trong quá trình co cơ.