运动系统与运动控制

运动系统规划、选择并执行运动，将目标转化为肌肉活动的协调模式。它涵盖了运动皮层及其下行通路、塑造和完善运动的基底神经节和小脑，以及最终驱动运动神经元的脑干和脊髓回路。

Definition

运动系统包括皮层、皮层下、脑干和脊髓结构，它们共同规划、启动、协调和执行自主和反射运动，包括初级运动皮层、前运动区和辅助运动区、基底神经节、小脑、下行通路和脊髓运动回路。

Scope

本条目涵盖运动控制的层级和并行组织：皮层运动区和皮质脊髓束，基底神经节和小脑在运动选择和协调中的作用，以及运动的群体编码。本条目旨在提供参考教育信息，不提供运动障碍的诊断或治疗指导。

Core questions

• 身体如何在运动皮层中表示，这种表示是如何组织的？
• 皮层神经元群体如何编码运动的方向和参数？
• 基底神经节和小脑如何促进运动的选择和协调？

Key concepts

• 运动小人与躯体定位
• 皮质脊髓（锥体）束
• 运动方向的群体向量编码
• 皮质-基底神经节-丘脑-皮质环路
• 小脑协调与错误校正
• 上、下运动神经元

Mechanisms

自主运动是分层级并行组织的。Penfield和Boldrey的术中刺激绘制了躯体运动表征，即运动小人，它分布于中央前回。在运动皮层内，运动方向并非仅由单个细胞编码，而是由广泛调谐的神经元群体编码，正如Georgopoulos及其同事通过群体向量框架所示。基底神经节通过部分分离的并行回路运作，这些回路有助于动作选择和运动的幅度调节，如Alexander及其同事所述，而小脑则支持协调、时间控制和基于错误的调整，并参与非运动功能。下行的皮质脊髓束和脑干通路将这些指令传递给激活肌肉的脊髓运动神经元。

Clinical relevance

运动系统不同层面的损伤会产生不同的临床表现，从皮层和皮质脊髓病变到基底神经节和小脑疾病的特征性综合征，这使得这种组织结构对临床神经病学至关重要。本条目描述了正常的运动结构，仅供教育参考，不能作为诊断或管理任何运动障碍的依据。

Evidence & guidelines

运动控制的知识来源于皮层刺激定位、单细胞和群体记录、损伤和示踪研究以及人类神经影像学。躯体定位图来自Penfield和Boldrey的刺激研究，群体编码的解释来自Georgopoulos及其同事；基底神经节的环路结构由Alexander及其同事总结。标准的参考论述见于综合性神经科学教科书。

History

运动功能的定位通过19世纪的刺激和损伤实验取得了进展，并由Penfield和Boldrey在20世纪30年代的术中工作在人类身上进行了绘制。20世纪中后期，单细胞记录揭示了皮层群体如何编码运动，基底神经节的并行环路模型重新定义了皮层下对运动选择的贡献，后来的工作将小脑的作用扩展到纯粹的运动协调之外。

Key figures

• Wilder Penfield
• Apostolos Georgopoulos
• Garrett Alexander
• Peter Strick

Seminal works

• penfield-boldrey-1937
• georgopoulos-1986
• alexander-1990

Frequently asked questions

什么是运动小人？

运动小人是身体在初级运动皮层上的躯体定位图，其中相邻的身体部位在相邻的皮层区域中表示，需要精细控制的部位占据不成比例的大面积；它由Penfield和Boldrey绘制。

运动皮层如何编码运动的方向？

单个运动皮层神经元对运动方向具有广泛的调谐性，实际运动的方向通过神经元群体的组合活动而非任何单个细胞的活动能更好地预测，这是Georgopoulos及其同事提出的群体向量概念。