第9章 随意运动的控制 ppt课件
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运动控制 PPT
对最大加速度的需要。
馈环建在最里面,延迟时
•ACR的输出电压限幅值Ucm,表示对最小角的限制,也表示对电力 电子变换器输出电压的限制。
间最长的那个物理量的反 馈环建在最外面。
ASR:在启动期间或输入给定信号幅值过大时产生饱和,在其他期间不应产生饱和。ASR的饱和隔 绝了外环对内环的干扰,使系统在起动期间表现为仅有一个电流环的特点,达到在起动期间恒流起 动的目的。
ASR的输出:
U
* i
I d
ACR的输出:Uc
Ud0 Ks
Cen Id R Ks
CeU
* n
/
IdL
R
Ks
例题
双闭环调速系统中已知数据为:电动机:UN=220v,IN=20A,nN=1000r/min,电枢回路总 电阻R=1Ω。设Unm*=Uim*=Ucm=10V,电枢回路最大电流Idm=40A,Ks=40,ASR与ACR均 采用PI调节器。试求: (1)电流反馈系数β和转速反馈系数α。 (2)当电动机在最高转速发生堵转时的Ud,Ui*,Ui和Uc值。
• 解决办法:
• 将电流、转速调节器分开,分别用两个调节器; • 转速环为外环,转速环的输出作为电流环的给定。
转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法
转速、电流双闭环控制的直流调速系统是应用最广性 能很好的直流调速系统。本章着重阐明其控制规律、 性能特点和设计方法,是各种交、直流电力拖动自动 控制系统的重要基础。
运动控制
知识回顾
开环调 速系统
Id Idm
Idcr O
机械特性软 闭环调速 堵转电流过大 加电流截
系统(P)
止负反馈
系 统 有 静 差
转速无静 差系统(PI)
随意运动的控制和要求
二、脑干
• 脑干内有4个结构(前庭核、网状结构、上丘和红 核)通过下行纤维投射到脊髓,调控随意运动。
• 前庭核接受来自前庭、半规管等感受器信息,与 头在空间的位置有关。
• 网状结构是脑干中央部的神经细胞和神经纤维的 集合区域。它接受来自脊髓、皮层基底节和小脑 的投射,是控制躯体运动和姿势的重要中枢。
四、脑控制模型
• 联络皮质形成并发布运动命令,即启动运动N所 需要的N冲动的特殊时间性编码组合,也与小脑 和基底神经节也有关系
• 小脑组织制定抛射性运动的程序(爆发式的) • 基底神经节控制慢的、渐进式的运动,尤其是那
些不同速度的渐进式运动 • 大脑皮质运动区起监督、评价和调整运动的功能。
它不断地从肌肉、关节和皮肤感受器中获得大量 的运动效果的反馈信息及时修改调整运动的指令
随意运动的控制和 要求
运动行为产生其实就是通过骨骼肌的 收缩和舒张,带动关节的运动而产生的;
脊髓和脑干这类下运动神经元直接支配 着全身各部位的骨骼肌纤维;同时受到大 脑皮层和脑干中的上运动神经元的支配和 协调;而上运动神经元又接受基底神经节 和小脑的协调使运动活动更加精确。
授课内容
• 第一节 神经肌肉装置与运动功能 • 第二节 随意运动的N控制 • 第三节 运动的脑机制 • 第四节 运动障碍
第二节 随意运动的N控制
一、介绍随意运动 • 随意运动的概念:为了达到某种目的,按
照人的主观意志,指向一定目标的运动。 • 对随意运动过程中的方向、轨迹、速度以
及时程等都可以在运动执行过程中随意改 变。
• 绝大多数较复杂的随意运动一般都需要经 过反复练习才能熟练掌握。一旦熟练掌握 之后,就转变成为一种运动技能,相当于 在人脑变成运动程序,可以下意识的顺利 完成。发展至高级阶段,就形成了自动化 的动作系统,不再需要意识参与就能自动 重复进行
第9章 运动技能
区分:开式技能 的一系列动作方式所 完成的技能。 • 如跑步、竞走、游泳、划船、骑自行车、滑冰等。 • 这些技能中动作的持续时间一般较长;动作以周 期式的形式完成,动作过程重复较多。
• 非连续技能指完成这种技能的时间相对短暂,动 作以非周期式的形式完成,各环节之间无重复。 • 如投掷标枪、推铅球、跳高跳远、跳水、发球、 踢球等。 • 多数非连续性技能是由突然爆发的动作组成的。
四、动作自动化的概念和生理机 理
• 动作自动化
– 随着运动技能的巩固和发展,暂时的神经联系 达到非常巩固的程度后,进行某一套动作时, 可在无意识条件下完成
• 生理机理
– 转由大脑皮质上兴奋性低不适宜的部位实现 – 第二信号系统摆脱第一信号系统束缚 – 异常刺激时,皮质兴奋性提高,自动化动作重 新产生意识
动作表象的形成在技能学习中有重要的作用。
• 正确的表象能帮助学生顺利地掌握各种运动技能, 相反,一个学生形成了错误的动作表象,技能的 学习就会出现偏差。
• 清晰而正确的动作表象,依赖于教师的示范动作 以及技能学习者对示范动作的正确感知。
• 学生们根据自己学习的动作知识,也能在头脑中 引起必要的动作表象,并促使他们主动地学习和 表现某种技能,校正自己的动作错误。
运动技能:
• 人体运动中掌握和有效完成专门动作
的能力。 – 在准确的时间和空间内大脑精确支 配肌肉收缩的能力,这需要精确的 力量和速度依一定的次序和时间去 完成所需要的动作。
二、运动技能的分类
• 开式技能和闭式技能 • 连续性技能和非连续性技能 • 大肌肉群运动技能和小肌肉群运动技能
1、闭式运动技能和开式运动技能
•返回
感官在形成运动技能中的作用
•
人的感觉有视觉、动觉、听觉、触觉等,它们 在学习运动技能过程中起着不同的作用,其中尤 其以视觉和动觉的作用显著。 • 视觉在球类、射击等运动中起主导作用;就是 在人们认为视觉不起主导作用的项目中,视觉也 在影响肌肉平衡能力方面起主导作用。 • 动觉是判断身体的空间位置和身体与外界环境 相互关系的感觉,它主要来自肌肉的本体感觉, 是形成运动技能和熟练掌握的主要物质基础,如 器械感、球感、水感等,就是以动觉能力为主的 综合性知觉。 •返回
运动技能的学习与控制ppt课件
经验和技能水平
经验和技能水平对控制效果有重要影响,经验丰富、技能水平高的 个体能够更准确、稳定地控制动作。
04 运动技能学习的实践应用
训练计划与实施
制定明确的训练计划
01
根据学习目标和个体差异,制定具体的训练计划,包括训练内
容、时间安排和训练强度等。
实施有效的训练方法
02
采用多种训练方法,如重复练习、变换练习、模拟比赛等,以
提高学习效果。
注重个体差异
03
根据个体差异,如年龄、性别、体能状况等,调整训练计划和
实施方
02
03
评估标准明确
制定明确的评估标准,以 便对学习者的学习效果进 行客观、准确的评估。
及时反馈
在学习过程中,及时给予 学习者反馈,指出其优点 和不足,并给出改进建议。
记录与跟踪
记录学习者的学习过程和 进步情况,以便对学习效 果进行长期跟踪和评估。
技能迁移与应用
促进技能迁移
通过多样化的训练和实践 活动,促进学习者在不同 情境下灵活运用所学技能。
提高应用能力
强调技能在实际生活和工 作中的应用,以提高学习 者的实际操作能力和问题 解决能力。
培养创新能力
鼓励学习者在应用所学技 能的过程中发挥创造力, 探索新的应用方式和技巧。
未来研究的方向与趋势
运动技能学习的神经机制
深入研究运动技能学习的神经生理机制,探索大脑与运动行为的 关联。
运动技能学习的跨领域研究
加强心理学、生物学、计算机科学等学科在运动技能学习研究中的 应用,促进跨学科的合作与交流。
运动技能控制的智能化技术
利用人工智能、机器学习等技术手段,开发智能化的运动技能控制 系统,提高运动技能控制的精度和效率。
经验和技能水平对控制效果有重要影响,经验丰富、技能水平高的 个体能够更准确、稳定地控制动作。
04 运动技能学习的实践应用
训练计划与实施
制定明确的训练计划
01
根据学习目标和个体差异,制定具体的训练计划,包括训练内
容、时间安排和训练强度等。
实施有效的训练方法
02
采用多种训练方法,如重复练习、变换练习、模拟比赛等,以
提高学习效果。
注重个体差异
03
根据个体差异,如年龄、性别、体能状况等,调整训练计划和
实施方
02
03
评估标准明确
制定明确的评估标准,以 便对学习者的学习效果进 行客观、准确的评估。
及时反馈
在学习过程中,及时给予 学习者反馈,指出其优点 和不足,并给出改进建议。
记录与跟踪
记录学习者的学习过程和 进步情况,以便对学习效 果进行长期跟踪和评估。
技能迁移与应用
促进技能迁移
通过多样化的训练和实践 活动,促进学习者在不同 情境下灵活运用所学技能。
提高应用能力
强调技能在实际生活和工 作中的应用,以提高学习 者的实际操作能力和问题 解决能力。
培养创新能力
鼓励学习者在应用所学技 能的过程中发挥创造力, 探索新的应用方式和技巧。
未来研究的方向与趋势
运动技能学习的神经机制
深入研究运动技能学习的神经生理机制,探索大脑与运动行为的 关联。
运动技能学习的跨领域研究
加强心理学、生物学、计算机科学等学科在运动技能学习研究中的 应用,促进跨学科的合作与交流。
运动技能控制的智能化技术
利用人工智能、机器学习等技术手段,开发智能化的运动技能控制 系统,提高运动技能控制的精度和效率。
运动控制相关理论ppt课件
腘绳肌牵伸 足背屈 踩夹子 滑轮 踝牵伸 起踵提膝
策略水平
下肢前伸 后踢腿 屈膝半蹲 星形伸展平衡 仰卧抬腿
改变步态适应性
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踏步练习 走斜坡 上下台阶 后上下台阶 行走的整体模式练习
第1趾骨、第2-5趾骨、第1跖骨、第2跖骨、 第3跖骨、第4跖骨、第5跖骨、足弓、足跟 内侧、和足跟外侧
足刚开始着地时相、跖骨刚开始着地时相、 趾骨刚开始着地时相、足跟离开地面时相、 趾离地时相。四个阶段:着地阶段、前掌 接触阶段、整足接触阶段、离地阶段
的注意力分散的情况。
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运动控制的理论
• 运动控制的理论描述了运动是怎样被控制 的。
• 运动控制的理论是关于控制运动的一组抽 象的概率。
• 理论是一系列内部之间相互联系的陈述, 用来描述不可被观察到的结构或者过程, 并将它们互相联系起来,以及同可观察到 的事件联系起来。
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理论提供了:
• 解释行为的理论框架:理论允许治疗师看到超过 某个患者的行为之外的东西,将应用拓宽到更多 的病例中
• Sherrington的研究形成经典运动控制反射 理论的实验基础。他认为复杂行为能通过 一系列单个反射的复合行为来解释
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局限性
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等级理论
• 英国的物理学家HUGHLINGS认为大脑有高级、 中级和低级水平的控制,同样,有高级联 络区,运动皮质和脊髓水平的运动功能。
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策略水平
• 在策略水平再训练的目标是帮助患者提高有效性 和效率,以达到行进、姿势支撑和稳定性,以及 功能的适应性的主要要求。策略水平的治疗方法 必须基于理解正常与异常步态的基础上,并从实 施的运动控制和运动中学习以下介绍的为达到某 一特定的步态进行物理治疗很重要,阶段性治疗 对步态的恢复非常有效,阶段性治疗是以正常步 态与病理步态的理解为基础并和其他方法相结合。 本研究主要是在训练过程中观察患者行走时与正 常人行走的区别,通过练习,提高患者的行进、 姿势支撑和稳定性,改善患者的行走策略。
运动控制和学习PPT课件
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闭环控制模型
closed执-l行o控o制p器control
model
错误纠正
↓
命令
↓
各种运动参数(方向、 速度等)
↓
肌肉活动
↓
运动
错误检测 反馈
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闭环控制模型
• 强调外周感觉信息反馈
用于提高运动的效率和准确性
• 对输出反应的反馈调节(负、正反馈) • 学习或掌握新技术中采用此模式获取运动 • 强调学习者的主动控制、修正和调节实现运动控制
第26页/共74页
(3)优势现象
在中枢神经系统内,当某一中枢受 到较强刺激,其兴奋水平不断提高, 这个提高兴奋水平的中枢,称兴奋优 势灶,它能综合其他中枢扩散而来的 兴奋,提高其自身的兴奋水平,对其 临近中枢却发生抑制作用。
第27页/共74页
(4)反馈
是中枢神经系统高位和低位中枢之 间的一种相互联系、促进、制约的方式。 神经元之间的环路联系是反馈作用的结 构基础。反馈活动有2种,使原有活动 加强和持久的正反馈,使原有活动减弱 或终止的负反馈,起到促进活动出现, 保持活动适度,防止活动过度的作用 (运动、激素的反馈调节)。
运动控制
• 为调节或者管理动作的能力。 • 肢体精确完成特定功能活动的能力
• 狭义:上运动神经元体系对肢体运动的精确控制,涉及大脑皮质、小脑、脑 干网状结构、前庭等。
• 广义:还包括下运动神经元病变、骨关节病变和神经-肌肉病变的参与。
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运动控制的内涵
• 中枢神经系统(CNS)需要将许多单块肌肉组织起来,并把他们联合起来形成协调 的功能性动作;
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脑 干 层 面 的 姿 势 反 射
闭环控制模型
closed执-l行o控o制p器control
model
错误纠正
↓
命令
↓
各种运动参数(方向、 速度等)
↓
肌肉活动
↓
运动
错误检测 反馈
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闭环控制模型
• 强调外周感觉信息反馈
用于提高运动的效率和准确性
• 对输出反应的反馈调节(负、正反馈) • 学习或掌握新技术中采用此模式获取运动 • 强调学习者的主动控制、修正和调节实现运动控制
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(3)优势现象
在中枢神经系统内,当某一中枢受 到较强刺激,其兴奋水平不断提高, 这个提高兴奋水平的中枢,称兴奋优 势灶,它能综合其他中枢扩散而来的 兴奋,提高其自身的兴奋水平,对其 临近中枢却发生抑制作用。
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(4)反馈
是中枢神经系统高位和低位中枢之 间的一种相互联系、促进、制约的方式。 神经元之间的环路联系是反馈作用的结 构基础。反馈活动有2种,使原有活动 加强和持久的正反馈,使原有活动减弱 或终止的负反馈,起到促进活动出现, 保持活动适度,防止活动过度的作用 (运动、激素的反馈调节)。
运动控制
• 为调节或者管理动作的能力。 • 肢体精确完成特定功能活动的能力
• 狭义:上运动神经元体系对肢体运动的精确控制,涉及大脑皮质、小脑、脑 干网状结构、前庭等。
• 广义:还包括下运动神经元病变、骨关节病变和神经-肌肉病变的参与。
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运动控制的内涵
• 中枢神经系统(CNS)需要将许多单块肌肉组织起来,并把他们联合起来形成协调 的功能性动作;
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脑 干 层 面 的 姿 势 反 射
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运动技能的学习与控制
1、 舟 遥 遥 以 轻飏, 风飘飘 而吹衣 。 2、 秋 菊 有 佳 色,裛 露掇其 英。 3、 日 月 掷 人 去,有 志不获 骋。 4、 未 言 心 相 醉,不 再接杯 酒。 5、 黄 发 垂 髫 ,并怡 然自乐 。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快,这是不可能的,因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情,化为上进的力量,才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者,好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人,倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢!
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1、 舟 遥 遥 以 轻飏, 风飘飘 而吹衣 。 2、 秋 菊 有 佳 色,裛 露掇其 英。 3、 日 月 掷 人 去,有 志不获 骋。 4、 未 言 心 相 醉,不 再接杯 酒。 5、 黄 发 垂 髫 ,并怡 然自乐 。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快,这是不可能的,因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情,化为上进的力量,才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者,好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人,倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢!
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每日饮咖啡能减少帕金森病的发病率已 得到临床流行病学调查和动物实验的证明。
二、舞蹈病
亨廷顿舞蹈病: 又称亨廷顿病是一种遗传性(第4号染色体的
显性遗传)的大脑变性疾病,以30—50岁之间发 病多。本病起病隐袭,呈进行性加重,运动症状 一般从手臂动作笨拙开始,然后出现痉挛、震颤 等不自主动作,逐渐扩展到全身.典型者表现为 手无目的的地扭转动作,称为舞蹈样动作。除运 动症状外,本病还有精神症状和智能下降,表现 为抑郁、焦虑、错觉和幻觉、记忆力判断力下降 等,甚至酒精药物依赖、性犯罪及人格改变;
第三节 运动的脑机制
从脑干到大脑的各级脑组织对运动功能 均有自己的特殊调控制作用,构成了横向 的节段控制性影响。
一、脊髓反射
指在脊髓水平上机体对刺激外周感受器所 产生的反应。
各种脊髓反射通路都是由初级传入纤维、 中间神经元和运动神经元组成的。运动神 经元是脊髓反射的最后通路
牵张反射
是最常见的脊髓反射。 骨路肌受到外力牵拉伸长时能引起受牵拉肌肉的
收缩 类型:
①紧张性牵张反射,在肌肉受到持续性的轻度牵 拉时,受牵拉的肌肉产生持续性较平稳的收缩。 紧张性牵张反射是肌紧张发生的基础,在姿势的 维持中起着重要的作用。 (肌紧张) ②位相性牵张反射,特点是时程较短和产生较大 的肌力,例如,扣击股四头肌腱引起的膝跳反射 就是一种典型的牵张反射。 (腱反射)
电刺激运动皮层通常引起许多肌肉配合收 缩所致的运动,而不是单一肌肉收缩的孤 立动作,可见大脑皮层的功能是控制并发 起运动计划,而不是支配个别肌肉的收缩。
大脑皮层在控制复杂动作时尤为重要,它 在咳嗽、喷嚏、打嗝等动作时起的作用较 小,这些动作是反射性的或是受皮层下控 制的,难以随意完成。
次级运动区
小脑保证运动平稳、准确地执行发挥作用。
但也不是绝对
第四节 运动障碍
运动障碍疾病又称锥体外系疾病,主要表 现为随意运动调节功能障碍,肌力、感觉 及小脑功能不受影响。
运动障碍疾病源于基底神经节功能紊乱, 通常包括纹状休、苍白球、尾状核、黑质 等与运动有关而又不属于锥体束的结构。 常见的帕金森病、亨廷顿病(舞蹈病)等。
如果接触毒物是致病肯定的因素,那么在流行病 学上应该有地域分布,但是事实并非如此,说明 接触毒物只是帕金森病众多发病因素中的一个。
生活方式:发现患病组中不吸烟者更多, 而非患病组中重度吸烟者较多,提示吸烟 者患帕金森病的可能性小。
这一发现引起研究者的兴趣,为什么吸 烟能阻止帕金森病的发生,或许尼古丁是 一种神经营养剂;
二、本体感受器
本体感受器一类隐藏在骨骼肌内监视肌肉 动态的感受器。
主要提供肌肉的长度、张力及其变化的信 息。
能及时地将身体各部位的位置及运动信息 传递给中枢。通过将外周感觉信息的传入 的这种反馈调节保证运动的顺利完成。
骨骼肌有两种本体感受器: 肌梭和腱器官
肌腱膜 梭内肌 运动终板
肌梭位于肌纤维之间, 是长度感受器。当肌 肉和肌梭被牵拉时, 肌梭内的感受神经向 脊髓传递信息,由脊 髓发出信息引起收缩 对抗牵拉。
大脑皮层运动区主要是4区的Betz细胞以及4、 6区大锥体细胞,这些细胞都有较长的轴突, 组成巨大的下行锥体束,经过内囊和延髓 锥体下行到达脊髓,与脊髓的中间神经元 或是直接与前角的运动神经元发生突触联 系。
四、小脑和基底神经节的运动功能
通过对上运动神经元施加影响调节运动行 为的,不直接作用于下运动神经元
通过这两种感受器的监视和反射通路, 肌肉的张力可以随时得到调节
三、运动单位
是运动系统的功能单位 指一个运动神经元与它所支配的全部肌纤
维 。来自中枢的运动神经元通过它的轴突 分支可与四肢或躯干中的约150条肌纤维形 成突触 一块肌肉是由多个运动单位组成 一个运动单位的肌肉所参与的动作越精细, 它所包含的肌纤维的数目越少
联络皮质形成并发布运动命令,即启动运动N所 需要的N冲动的特殊时间性编码组合,也与小脑 和基底神经节也有关系
小脑组织制定抛射性运动的程序(爆发式的) 基底神经节控制慢的、渐进式的运动,尤其是那
些不同速度的渐进式运动 大脑皮质运动区起监督、评价和调整运动的功能。
它不断地从肌肉、关节和皮肤感受器中获得大量 的运动效果的反馈信息及时修改调整运动的指令
一、帕金森病
帕金森病为源发于黑质—纹状体通路的 变性病。
临床症状的特点是:随意运动减慢、肌 张力强直、肢体震颤和正常的姿势平衡反 射丧失等。许多患者有抑郁、认知障碍等 心理症状,可能是疾病本身的症状表现, 而不仅仅是继发于运动不能的心理反应。
发病机制 黑质-纹状体通路多巴胺水平下降是帕
金森病的直接病因,研究发现本病患者脑 中尾状核、壳核和黑质中的多巴胺含量明 显减少(仅有同龄正常人含量的1/5—1/10)。 许多帕金森病患者运动功能下降的同时伴 有记亿及解决问题等能力下降。
分别由一个中央加工区域和一系列相关核 团构成。前者从感觉皮层和联络皮层接受 信息后,经过丘脑中枢加工后再次传入到 大脑皮层影响对随意运动的控制。
在进行一项特定运动的启动和执及外部环境信息,使机体对运动具 有计划性的执行。
基底神经节主要在运动的计划、启动和终 止方面有重要作用
一些患者的精神症状出现在运动症状之前, 在疾病的早期容易误诊为精神病。
产生原因
纹状体内的胆碱能神经元和-氨基丁酸能神 经元功能减退黑质多巴胺能神经元功能 相对亢进。
第九章 随意运动的控制
第一节 神经肌肉装置与运动功能
一、肌肉的分类与特点 横纹肌 (骨骼肌) :除眼部和腹部的某些横纹肌以外,绝大
多数横纹肌通过肌腱固定在骨骼上。肌肉的收缩带动骨骼 在关节上的位移。骨骼肌伸肌与屈肌交替地轮流收缩就会 形成节律性运动或摆动。 平滑肌:一类是主要分布在肠道、子宫和小血管,能产生自 发性节律运动的单一单位平滑肌;另一类是分布在大动脉、 毛囊和眼的瞳孔散大肌、括约肌等,多单位平滑肌,只有受 到神经兴奋或激素作用时,这种平滑肌才收缩。 心肌:肌纤维较短而多分支。心肌有自发的节律收缩能力。 植物性神经主要是交感神经调节着心肌节律收缩和肌张力 变化。
初级运动皮层附近的一些区域以不同的方 式影响运动的控制
主要是位于半球外表面的前运动皮层(6区) 和补充运动区(6区皮层的内侧部分)
运动前区主要行使对运动的策划和准备功 能,例如损毁了此区,影响了为运动制定 正确策略的能力。例如患者丧失了刷牙、 梳头等有次序的较复杂的动作。
补充运动区与复杂运动的准备有关。
第二节 随意运动的N控制
一、介绍随意运动 随意运动的概念:为了达到某种目的,按
照人的主观意志,指向一定目标的运动。 对随意运动过程中的方向、轨迹、速度以
及时程等都可以在运动执行过程中随意改 变。
绝大多数较复杂的随意运动一般都需要经 过反复练习才能熟练掌握。一旦熟练掌握 之后,就转变成为一种运动技能,相当于 在人脑变成运动程序,可以下意识的顺利 完成。发展至高级阶段,就形成了自动化 的动作系统,不再需要意识参与就能自动 重复进行
大脑皮层运动区是控制运动的,它由3 部分组成:初级运动皮层、前运动区、辅 助运动区。
⑴初级运动皮层—主要负责运动的执行 通过大量的实验发现刺激不同的区域引起身
体不同部位肌肉收缩,并证明初级皮层运动区是 按躯体定位组织的,初级运动区的相邻部位控制 相邻身体部位的运动。
人类的初级运动皮层内躯体各部位肌肉代表 区分布的示意图,从内到外呈—个“倒人型”, 在4区内侧靠近中线部位是下肢代表区,向外依次 为躯干、前臂、手指,最外侧靠近外侧沟为面部 和舌代表区。各部位的肌肉代表区的大小是不一 样的,它所代表肌肉的运动越精细,如手指和面 部,皮层代表区就越大。
二、脑干
脑干内有4个结构(前庭核、网状结构、上丘和红 核)通过下行纤维投射到脊髓,调控随意运动。
前庭核接受来自前庭、半规管等感受器信息,与 头在空间的位置有关。
网状结构是脑干中央部的神经细胞和神经纤维的 集合区域。它接受来自脊髓、皮层基底节和小脑 的投射,是控制躯体运动和姿势的重要中枢。
三、大脑对运动的控制
腱器官:位于肌与腱交接部。腱器官与外 肌“串联”,对肌肉主动收缩所产生牵拉 异常敏感。
当肌肉主动收缩时,腱器官放电增加而肌 梭放电减少或停止,所以腱器官主要检测 肌肉的张力,将信息传入脊髓,后者通过 中间神经元抑制运动神经元,肌肉在过于 强大收缩时起到抑制作用。
肌梭的活动是使肌肉收缩; 肌健的活动是使肌肉松弛
信息:视觉、听觉和皮肤感受器等提供运 动目标的空间位置及与自身位置的空间关 系; 肌肉、关节感受器和前庭器官提供身体 姿势等基本信息(视觉信息对运动的精确 控制十分重要)
意义:它不仅具有启动随意运动的作用, 而且能不断地提供校正误差的信息,以达 到控制动作,使其更加完善、精细、准确。
四、脑控制模型
研究者估计大约从45岁开始人均每年丧 失1%的黑质神经细胞.绝大多数人有足够 量的黑质细胞,但是一些人细胞的储备量 不足或丧失的速度过快.如果黑质细胞的 残余量低于正常的20%—30%将出现临床症 状,细胞丧失越多,症状越严重。
病因
遗传因素:20世纪四十年代晚期,研究者 发现10%—20%的患者有家族史,且确定 了本病的责任基因(1998), 许多50岁以后发病者彼此之间并无密切 的关系,这说明晚发型的帕金森病患者, 遗传因素并不十分重要。
环境因素:1982年,在加利福尼亚的北部,几个 22—42岁的年轻人,在使用—种类似海洛因的药 物后,相继出现了帕金森病的一系列症状,这种 引起症状物质就是MPTP,一种吡啶化合物(1甲基-4-苯基-四氢吡),MPTP进入机体后,转 化为MPTP+,后者是—种毒性物质,在体内逐 渐蓄积,致多巴胺能神经元变性以致坏死。
二、中枢过程 ①形成运动概念即由外来的刺激或内部思
想、情感等成为运动的动因
②运动的意念在脑内被翻译成神经信号程 序 (符合N活动规则的运动程序)脑内存 在着。通过学习获得的运动程序
二、舞蹈病
亨廷顿舞蹈病: 又称亨廷顿病是一种遗传性(第4号染色体的
显性遗传)的大脑变性疾病,以30—50岁之间发 病多。本病起病隐袭,呈进行性加重,运动症状 一般从手臂动作笨拙开始,然后出现痉挛、震颤 等不自主动作,逐渐扩展到全身.典型者表现为 手无目的的地扭转动作,称为舞蹈样动作。除运 动症状外,本病还有精神症状和智能下降,表现 为抑郁、焦虑、错觉和幻觉、记忆力判断力下降 等,甚至酒精药物依赖、性犯罪及人格改变;
第三节 运动的脑机制
从脑干到大脑的各级脑组织对运动功能 均有自己的特殊调控制作用,构成了横向 的节段控制性影响。
一、脊髓反射
指在脊髓水平上机体对刺激外周感受器所 产生的反应。
各种脊髓反射通路都是由初级传入纤维、 中间神经元和运动神经元组成的。运动神 经元是脊髓反射的最后通路
牵张反射
是最常见的脊髓反射。 骨路肌受到外力牵拉伸长时能引起受牵拉肌肉的
收缩 类型:
①紧张性牵张反射,在肌肉受到持续性的轻度牵 拉时,受牵拉的肌肉产生持续性较平稳的收缩。 紧张性牵张反射是肌紧张发生的基础,在姿势的 维持中起着重要的作用。 (肌紧张) ②位相性牵张反射,特点是时程较短和产生较大 的肌力,例如,扣击股四头肌腱引起的膝跳反射 就是一种典型的牵张反射。 (腱反射)
电刺激运动皮层通常引起许多肌肉配合收 缩所致的运动,而不是单一肌肉收缩的孤 立动作,可见大脑皮层的功能是控制并发 起运动计划,而不是支配个别肌肉的收缩。
大脑皮层在控制复杂动作时尤为重要,它 在咳嗽、喷嚏、打嗝等动作时起的作用较 小,这些动作是反射性的或是受皮层下控 制的,难以随意完成。
次级运动区
小脑保证运动平稳、准确地执行发挥作用。
但也不是绝对
第四节 运动障碍
运动障碍疾病又称锥体外系疾病,主要表 现为随意运动调节功能障碍,肌力、感觉 及小脑功能不受影响。
运动障碍疾病源于基底神经节功能紊乱, 通常包括纹状休、苍白球、尾状核、黑质 等与运动有关而又不属于锥体束的结构。 常见的帕金森病、亨廷顿病(舞蹈病)等。
如果接触毒物是致病肯定的因素,那么在流行病 学上应该有地域分布,但是事实并非如此,说明 接触毒物只是帕金森病众多发病因素中的一个。
生活方式:发现患病组中不吸烟者更多, 而非患病组中重度吸烟者较多,提示吸烟 者患帕金森病的可能性小。
这一发现引起研究者的兴趣,为什么吸 烟能阻止帕金森病的发生,或许尼古丁是 一种神经营养剂;
二、本体感受器
本体感受器一类隐藏在骨骼肌内监视肌肉 动态的感受器。
主要提供肌肉的长度、张力及其变化的信 息。
能及时地将身体各部位的位置及运动信息 传递给中枢。通过将外周感觉信息的传入 的这种反馈调节保证运动的顺利完成。
骨骼肌有两种本体感受器: 肌梭和腱器官
肌腱膜 梭内肌 运动终板
肌梭位于肌纤维之间, 是长度感受器。当肌 肉和肌梭被牵拉时, 肌梭内的感受神经向 脊髓传递信息,由脊 髓发出信息引起收缩 对抗牵拉。
大脑皮层运动区主要是4区的Betz细胞以及4、 6区大锥体细胞,这些细胞都有较长的轴突, 组成巨大的下行锥体束,经过内囊和延髓 锥体下行到达脊髓,与脊髓的中间神经元 或是直接与前角的运动神经元发生突触联 系。
四、小脑和基底神经节的运动功能
通过对上运动神经元施加影响调节运动行 为的,不直接作用于下运动神经元
通过这两种感受器的监视和反射通路, 肌肉的张力可以随时得到调节
三、运动单位
是运动系统的功能单位 指一个运动神经元与它所支配的全部肌纤
维 。来自中枢的运动神经元通过它的轴突 分支可与四肢或躯干中的约150条肌纤维形 成突触 一块肌肉是由多个运动单位组成 一个运动单位的肌肉所参与的动作越精细, 它所包含的肌纤维的数目越少
联络皮质形成并发布运动命令,即启动运动N所 需要的N冲动的特殊时间性编码组合,也与小脑 和基底神经节也有关系
小脑组织制定抛射性运动的程序(爆发式的) 基底神经节控制慢的、渐进式的运动,尤其是那
些不同速度的渐进式运动 大脑皮质运动区起监督、评价和调整运动的功能。
它不断地从肌肉、关节和皮肤感受器中获得大量 的运动效果的反馈信息及时修改调整运动的指令
一、帕金森病
帕金森病为源发于黑质—纹状体通路的 变性病。
临床症状的特点是:随意运动减慢、肌 张力强直、肢体震颤和正常的姿势平衡反 射丧失等。许多患者有抑郁、认知障碍等 心理症状,可能是疾病本身的症状表现, 而不仅仅是继发于运动不能的心理反应。
发病机制 黑质-纹状体通路多巴胺水平下降是帕
金森病的直接病因,研究发现本病患者脑 中尾状核、壳核和黑质中的多巴胺含量明 显减少(仅有同龄正常人含量的1/5—1/10)。 许多帕金森病患者运动功能下降的同时伴 有记亿及解决问题等能力下降。
分别由一个中央加工区域和一系列相关核 团构成。前者从感觉皮层和联络皮层接受 信息后,经过丘脑中枢加工后再次传入到 大脑皮层影响对随意运动的控制。
在进行一项特定运动的启动和执及外部环境信息,使机体对运动具 有计划性的执行。
基底神经节主要在运动的计划、启动和终 止方面有重要作用
一些患者的精神症状出现在运动症状之前, 在疾病的早期容易误诊为精神病。
产生原因
纹状体内的胆碱能神经元和-氨基丁酸能神 经元功能减退黑质多巴胺能神经元功能 相对亢进。
第九章 随意运动的控制
第一节 神经肌肉装置与运动功能
一、肌肉的分类与特点 横纹肌 (骨骼肌) :除眼部和腹部的某些横纹肌以外,绝大
多数横纹肌通过肌腱固定在骨骼上。肌肉的收缩带动骨骼 在关节上的位移。骨骼肌伸肌与屈肌交替地轮流收缩就会 形成节律性运动或摆动。 平滑肌:一类是主要分布在肠道、子宫和小血管,能产生自 发性节律运动的单一单位平滑肌;另一类是分布在大动脉、 毛囊和眼的瞳孔散大肌、括约肌等,多单位平滑肌,只有受 到神经兴奋或激素作用时,这种平滑肌才收缩。 心肌:肌纤维较短而多分支。心肌有自发的节律收缩能力。 植物性神经主要是交感神经调节着心肌节律收缩和肌张力 变化。
初级运动皮层附近的一些区域以不同的方 式影响运动的控制
主要是位于半球外表面的前运动皮层(6区) 和补充运动区(6区皮层的内侧部分)
运动前区主要行使对运动的策划和准备功 能,例如损毁了此区,影响了为运动制定 正确策略的能力。例如患者丧失了刷牙、 梳头等有次序的较复杂的动作。
补充运动区与复杂运动的准备有关。
第二节 随意运动的N控制
一、介绍随意运动 随意运动的概念:为了达到某种目的,按
照人的主观意志,指向一定目标的运动。 对随意运动过程中的方向、轨迹、速度以
及时程等都可以在运动执行过程中随意改 变。
绝大多数较复杂的随意运动一般都需要经 过反复练习才能熟练掌握。一旦熟练掌握 之后,就转变成为一种运动技能,相当于 在人脑变成运动程序,可以下意识的顺利 完成。发展至高级阶段,就形成了自动化 的动作系统,不再需要意识参与就能自动 重复进行
大脑皮层运动区是控制运动的,它由3 部分组成:初级运动皮层、前运动区、辅 助运动区。
⑴初级运动皮层—主要负责运动的执行 通过大量的实验发现刺激不同的区域引起身
体不同部位肌肉收缩,并证明初级皮层运动区是 按躯体定位组织的,初级运动区的相邻部位控制 相邻身体部位的运动。
人类的初级运动皮层内躯体各部位肌肉代表 区分布的示意图,从内到外呈—个“倒人型”, 在4区内侧靠近中线部位是下肢代表区,向外依次 为躯干、前臂、手指,最外侧靠近外侧沟为面部 和舌代表区。各部位的肌肉代表区的大小是不一 样的,它所代表肌肉的运动越精细,如手指和面 部,皮层代表区就越大。
二、脑干
脑干内有4个结构(前庭核、网状结构、上丘和红 核)通过下行纤维投射到脊髓,调控随意运动。
前庭核接受来自前庭、半规管等感受器信息,与 头在空间的位置有关。
网状结构是脑干中央部的神经细胞和神经纤维的 集合区域。它接受来自脊髓、皮层基底节和小脑 的投射,是控制躯体运动和姿势的重要中枢。
三、大脑对运动的控制
腱器官:位于肌与腱交接部。腱器官与外 肌“串联”,对肌肉主动收缩所产生牵拉 异常敏感。
当肌肉主动收缩时,腱器官放电增加而肌 梭放电减少或停止,所以腱器官主要检测 肌肉的张力,将信息传入脊髓,后者通过 中间神经元抑制运动神经元,肌肉在过于 强大收缩时起到抑制作用。
肌梭的活动是使肌肉收缩; 肌健的活动是使肌肉松弛
信息:视觉、听觉和皮肤感受器等提供运 动目标的空间位置及与自身位置的空间关 系; 肌肉、关节感受器和前庭器官提供身体 姿势等基本信息(视觉信息对运动的精确 控制十分重要)
意义:它不仅具有启动随意运动的作用, 而且能不断地提供校正误差的信息,以达 到控制动作,使其更加完善、精细、准确。
四、脑控制模型
研究者估计大约从45岁开始人均每年丧 失1%的黑质神经细胞.绝大多数人有足够 量的黑质细胞,但是一些人细胞的储备量 不足或丧失的速度过快.如果黑质细胞的 残余量低于正常的20%—30%将出现临床症 状,细胞丧失越多,症状越严重。
病因
遗传因素:20世纪四十年代晚期,研究者 发现10%—20%的患者有家族史,且确定 了本病的责任基因(1998), 许多50岁以后发病者彼此之间并无密切 的关系,这说明晚发型的帕金森病患者, 遗传因素并不十分重要。
环境因素:1982年,在加利福尼亚的北部,几个 22—42岁的年轻人,在使用—种类似海洛因的药 物后,相继出现了帕金森病的一系列症状,这种 引起症状物质就是MPTP,一种吡啶化合物(1甲基-4-苯基-四氢吡),MPTP进入机体后,转 化为MPTP+,后者是—种毒性物质,在体内逐 渐蓄积,致多巴胺能神经元变性以致坏死。
二、中枢过程 ①形成运动概念即由外来的刺激或内部思
想、情感等成为运动的动因
②运动的意念在脑内被翻译成神经信号程 序 (符合N活动规则的运动程序)脑内存 在着。通过学习获得的运动程序