I. MOTORIKA (HYBNOST)

NEUROFYZIOLOGIE II

Motorika (hybnost)

I. MOTORIKA (HYBNOST) 1) postoj, lokomoce 2) práce, jídlo 3) komunikace (verbální - nonverbální) 1) volní motorická aktivita (úmyslná) 2) mimovolní motorická aktivita (neúmyslná) Svalové skupiny: 1) agonisté 2) antagonisté Složka pohybu: 1) kinetická = volní + mimovolní aktivita 2) statická = mimovolní aktivita

Etáže řízení motoriky Činnost kosterního svalstva je vždy řízena jako funkční celek

Základem veškeré hybnosti je svalový tonus zajištěn činností páteřní míchy Na něm je vybudován: 1. systém postojových a vzpřimovacích reflexů = motorický systém polohy = opěrná motorika - řídí ji: retikulární formace, statokinetické čidlo, mozeček 2. opěrná motorika je základem úmyslných pohybů = motorický systém pohybu = cílená motorika - řídí ji: mozková kůra, bazální ganglia, mozeček

OPĚRNÁ MOTORIKA -zajišťování polohy těla nebo jeho částí má reflexní charakter: polohové postojové vzpřimovací reflexy - informace z: proprioreceptory exteroceptory statokinetické čidlo - řízení: hybná centra mozkového kmene - retikulární formace mozeček páteřní mícha

Postojové (posturální) reflexy - základem je kontrakce antigravitačního svalstva (extenzorů) - svalový tonus je udržován: exteroreceptivní a propriooreceptivní míšními reflexy gama-systém, retikulární formace 1. posturální reflex omezené části těla - jedné končetiny = lokální statická reakce 2. Více končetin = segmentální statické reakce -př. zkřížený extensorový reflex 3. Svalstva více končetin, šíje a trupu = celkové statické reakce - tonické šíjové reflexy (z šíjových svalů), tonické labyrintové reflexy (ze statického čidla), fázické labyrintové reflexy (z kinetického čidla)

Vzpřimovací reflexy -pro řízení nutná: retikulární formace statokinetické čidlo mozková kůra - regulující podnět: stálý směr působení gravitace - informace z taktilních exteroreceptorů tělové vzpřimovací reflexy ovlivňují tonus šíjového svalstva a tonus svalstva trupu a končetin

1. Spinální mícha

Somatické míšní reflexy 1) proprioreceptivní reflexy (vlastní) receptor a efektor v témže orgánu (sval) = myotatické, napínací reflexy - receptor: a) svalové vřeténko (intrafuzální vlákno= receptor)- reaguje na protažení svalu vlákna Ia a II typu vedou vzruchy přímo na alfamotoneurony předních rohů míšních axony na extrafuzální vlákno (efektor) kontrakce příslušného svalu - udržuje délku svalu b) šlachové tělísko reaguje na napnutí šlachy (při svalové kontrakci) vlákna Ib typu vedou vzruchy na inhibiční interneurony alfa-motoneuronu vyvolávajícího kontrakci = brání kontrakci a chrání sval a šlachu před přetížením - udržuje napětí svalu

Kontrakce svalu může být vyvolána buď přímo- podnětem z alfamotoneuronů, anebo nepřímo - prostřednictvím z gama-systému. Gama-systém (gama motoneurony) - autoregulační zpětný systém - udržuje dráždivost svalových vřetének kontrakcí intrafuzálních vláken - řízen z retikulární formace a dalších vyšších center - uplatnění při postojových reflexech, udržování a řízení tonu antigravitačních svalů

2) exteroreceptivní reflexy (cizí) receptor a efektor v různých orgánech (kůže - sval) - podnět: dráždění dotykových a bolestivých čidel v kůži (receptor) - taktilní podněty na chodidle - dráždění extensorů (=efektor) extensorové reflexy - základ postojových reakcí - bolestivé podněty aktivace flexorů flexorové podněty = obranné reflexy - centrum - spinální mícha přepojení přes interneurony 1) monosynaptické reflexy 2) polysynaptické reflexy přítomnost interneuronu

Spinální mícha

Monosynaptický reflex

Reflexní oblouk Polysynaptický reflex

Polysynaptický reflex

Interneurony - inhibiční - excitační Renshawovy buňky - inhibiční interneurony, které jsou drážděny kolaterálami vlastního motoneuronu, na který působí tlumivě

Svalové vřeténko a Golgiho šlachové tělísko

Svalové vřeténko

Napínací reflex

Reciproční inervace Reciproční inervace -při kontrakci agonistů se tlumí antagonisté - řízen činností míšních interneuronů - podstata obranného reflexu

Zkřížený flexorový reflex (obranný reflex) Flexe jedné končetiny je povázena extenzí druhé zachování vzpřímeného postoje tento reflex je základní prvek lokomoce

Zkřížený flexorový reflex (obranný reflex)

Obranný reflex Místo působení podnětu = lokální příznak 1) mediální povrch = flexe + abdukce 2) laterální povrch = flexe + addukce

Obranný reflex

Míšní šok Bezprostředně po poranění míchy nastává tzv. míšní šok. Míšní šok je období kdy nejsou přítomny reflexy (somatické, ani autonomní), hybnost a citlivost pod místem poranění. Míšní šok může trvat hodiny, dny, týdny nebo měsíce. Návrat reflexní aktivity pod místem léze (autonomní somatická) svědčípro odeznívání míšního šoku. Nejprve se objevuje slabá kontrakce flexorů a adduktorů dolních končetin.

CÍLENÁ MOTORIKA - úmyslné pohyby - základní předpoklad všech společenských funkcí (řeči a práce) - řízena z: 1. bazální ganglia tlumivý vliv - programování pomalých a ustálených pohybů 2. mozeček inhibiční vliv - plynulé, cílené a přiměřené vykonávání úmyslného pohybu - určení jeho směru, délky, trvání a intenzity 3. mozková kůra (kortex) (MK) vznik cílených, volních, úmyslných pohybů a) kortikospinální dráha (pyramidová dráha) b) extrapyramidová dráha

a) pyramidová dráha - začátek axony Becových pyramid MK přímo do páteřní míchy na alfa-motoneurony a interneurony předních rohů míšních - svazek k motorickým jádrům hlavových nervů - řídí rychlé a přesné pohyby fázické

b) mimopyramidová dráha začátek v MK přepojení v podkorových centrech (př. retikulární formace, bazální ganglia ) spinální mícha - pohyby hrubé, pomalé a tonické - zajišťuje složité pohyby, které mají vztah s udržení vzpřímeného postoje Úmyslné pohyby jsou vždy řízeny současně systémem kortikospinálním a extrakortikospinálním.

Vegetativní systém

II. VEGETATIVNÍ SYSTÉM = autonomní, útrobní - funkční základ - reflexní oblouk - funkční i stavební odlišnost od somatické nervové soustavy: 1. Vegetativní vlákna jsou tenčí, vedou pomalu 2. Vegetativní eferentní (odstředivé) dráhy jsou dvouneuronové, na cestě k výkonnému orgánu jsou přerušeny synaptickým gangliem, které leží mimo CNS 3. Pregangliová vlákna mají myelinovou pochvu, takže vedou rychleji, než postgangliová 4. Mediátorem mezi pre- a postgangliovým neuronem je vždy acetylcholin, mezi postgangliovým a efektorem je buď noradrenalin nebo acetylcholin 5. Vegetativní reflexy mají delší reflexní dobu a delší účinek 6. Činnost nervstva nelze vůlí ovlivnit

Řízení autonomních funkcí A. Autonomní ústředí CNS B. Periferní oddíly autonomního nervstva 1. sympatikus 2. parasympatikus

B. Periferní část vegetativního nervstva 1. SYMPATICKÝ (adrenergní) - na postgangliových zakončeních noradrenalin - eferentní vlákna vystupují z hrudní a bederní míchy= torakolumbální část - katabolické pochody: stres, svalová práce, chlad, nemoc - aktivace krevního oběhu zrychlení srdeční frekvence, dechové frekvence

2. PARASYMPATICKÝ (cholinergní) - na postagangliových zakončeních acetylcholin - eferentní vlákna vycházejí z mozkového kmene a křížové míchy = kraniosakrální část - anabolické procesy zotavování, spánek, trávení

Vegetativní nervstvo

A. Autonomní ústředí CNS 1. PATEŘNÍ MÍCHA - centrum, řídící, koordinující, reflexní 2. MOZKOVÝ KMEN RETIKULÁRNÍ FORMACE - řízení kardiovaskulárního a respiračního systému - centrum autonomních reflexů (příjem a zpracování potravy): reflex sací, polykací, slinění, reflexní sekrece žaludeční a pankreatické šťávy, zvracení 3. HYPOTALAMUS (mezimozek) - integrační centrum somatoautonomních funkcí: příjem potravy, tělesná teplota, pohlavní aktivita a sexuální chování, sekrece hormonů, chování (reakce strachu-úniku a zuřivostiútoku) 4. MOZKOVÁ KŮRA - integrace a tvorba podmíněných reflexů souvisejících s autonomním nervstvem, vegetativní doprovod emočních stavů a vědomá kontrola vyprazdňování

Mediátory v CNS

Mediátory

KRITÉRIA PRO NEUROTRANSMITER Neuroaktivní látka může být pokládána za mediátor pouze tehdy, pokud splňuje všechny čtyři následující kriteria: 1) Látka je sytézována v neuronu. 2) Látka je přítomna v presynaptickém zakončení a je uvolňována v množství, které je dostatečné pro vyvolání jejího specifického účinku na postsynaptickém neuronu nebo efektoru. 3) Pokud je látka podána exogenně v odpovídající koncentraci, napodobí přesně účinek endogenně uvolněného mediátoru (např. aktivuje tytéž iontové kanály v postsynaptické buňce). 4) Existuje specifický mechanizmus pro odstranění látky z místa jejího účinku (t.j. ze synaptické štěrbiny).

Hlavní mediátorové systémy mozku

Cholinergní systém Acetylcholin-obsahující neurony se nacházejí především v mozkovém kmeni (zejména v nc. interpeduncularis a v nc. basalis Maynerti) a mají rozsáhlé vzdálené spoje. To naznačuje, že se podílejí na regulaci neuronální aktivity ve velké části mozku.

Glutamátergní systém Glutamát je nejrozšířenější excitační neurotransmiter v mozku. Glutamát-obsahující neurony se nacházejí především v mozkové kůře (zejména v hippocampu), amygdale a v bazálních gangliích

Aspartátergní systém Aspartát je excitační neurotransmiter spinální míchy. Aspartát-obsahující neurony se nacházejí především ve ventrální spinální míše.

GABAergní systém GABA je hlavní inhibiční neurotransmiter v mozku. GABA-obsahující neurony se nacházejí především v bazálních gangliích (substantia nigra a globus pallidus), hypothalamu a hippocampu.

Glycinergní systém Glycin je hlavní inhibiční neurotransmiter ve spinální míše. Glycin-obsahující neurony se nacházejí především ve ventrální spinální míše.

Monoaminergní systém Mezi primární monoaminergní transmitery patří: 1) noradrenalin 2) dopamin 3) serotonin. Noradrenalin a dopamin jsou katecholaminy, zatímco serotonin je indolamin.

Monoaminergní systém Monoaminy-obsahující neurony se nacházejí především v mozkovém kmeni a mají rozsáhlé vzdálené spoje. To naznačuje, že se podílejí na regulaci neuronální aktivity ve velké části mozku.

Vyšší nervová činnost

Chování Chování je soubor dějů a reakcí, kterými organismus odpovídá na podněty ze zevního a vnitřního prostředí. Součástí tohoto souboru jsou jednak prvky vrozené, tj. geneticky určené, a jednak prvky získané, t.j. vytvořené v průběhu života jedince. Chování je tedy determinováno vzájemnou interakcí obou těchto složek. Jednotlivé vrozené prvky se mohou vzájemně kombinovat a vytvářet tak nové formy chování. Vrozené reakce se mohou rovněž vybavovat v nových situacích a jejich průběh může být vlivem prostředí modifikován. Rozhodující pro vytváření nových forem chování je učení, které může měnit některé vrozené vzorce reakcí organismu.

Základní mechanismy chování

Učení

Habituace - handling Neasociativní učení

Habituace

Sensitizace

Asociativní učení

Podmíněné reflexy

Napodobování

Konrad Lorenz Imprinting

Imprinting

Ukládání, uchovávání a vybavování informací jsou složky paměťových mechanismů. Kromě neuronální paměti, existují v organismu ještě další způsoby uchovávání informace: paměť genetická a imunitní. V neuronální paměti se do nervového systému ukládají jednotlivé stopy (engramy), představující časové a prostorové kombinace podnětů Paměť

Typy paměti

1) Krátkodobá paměť Krátkodobá paměť trvá sekundy až minuty, není tedy trvalá. Pracuje jako zásobník a nové podněty vytlačují staré vjemy. Informace může být také přesunuta do jiného druhu paměti. Diskontinuálně jsou zaznamenávány jednotlivé statické vjemy (obrazy, zvuky, slova, čísla), bezprostředně nutné pro vykonávanou činnost. Kapacita této paměti je velmi omezená (u člověka 6-10 položek). Paměťová stopa je pravděpodobně součástí aktivity příslušné sensorické dráhy. Paměť

2) Střednědobá paměť Informace je uchovávána minuty až hodiny, vymizí spontánně, nebo přesunutím do dlouhodobé paměti. Kapacita je rovněž omezená. Uchovává komplexnější vjemy, včetně jejich časového průběhu (pojmy, obrazové a zvukové sekvence, vůně a chuti látek). Informace ovlivňují chování dlouhodobě, nebo s delší latencí. Pro uložení a vybavení paměťové stopy má velký význam hippocampus s přilehlými oblastmi limbického systému a mozkové kůry. Paměť

3) Dlouhodobá paměť Dlouhodobá paměť trvá několik dní až mnoho let, případně je informace uchována trvale. Záznam vymizí spontánně, někdy je novými informacemi nebo druhotnými procesy pouze ztíženo nebo znemožněno jeho vybavení. Kapacita této paměti je prakticky neomezená. Informace v dlouhodobé paměti jsou řazeny sémanticky v okruzích podle podobnosti a vzájemných logických vazeb. Vybavují se různě rychle, v závislosti na frekvenci používání a době od uložení. Paměť

Paměť

A) Paměť deklarativní: obsah paměti může být vědomě vybaven buď ve slovní formě (verbálně), nebo jako myšlenková představa (nonverbálně). a) Sémantická paměť: obsahuje abstraktní informace jako jsou jména věcí a osob, čísla apod. Jednotlivé položky jsou ukládány nezávisle na kontextu i čase a jsou většinou vybavitelné ve verbální formě. Kapacita paměti je veliká, informace jsou uloženy dlouhodobě a jsou většinou dobře přístupné. Je umísťována do mozkové kůry a má vztah k řečovým centrům. b) Episodická paměť (dějová): zaznamenává časový a prostorový sled událostí a jejich vzájemné vztahy. Umožňuje orientaci v čase a prostoru. Informace vyžadují stálou obnovu, nebo zanikají. Bývá umisťována do korových i podkorových struktur mozku. c) Rozpoznávací paměť: umožňuje poznání osob, míst a objektů. Hlavními centry jsou asociační korové oblasti jednotlivých analyzátorů. Porušení může vést ke ztrátě schopnosti rozeznat známý ředmět (agnosie). Dlouhodobá paměť

B) Paměť nedeklarativní: je součástí různých mimovolních projevů chování. Informace zde uložené si proto většinou neuvědomujeme. a) Tvorba pohybových vzorců (motorická paměť): ukládá programy pro jednotlivé pohyby a jejich časový a prostorový sled (jízda na lyžích, tanec, profesionální úkony). Hlavní úlohu zde hrají bazální ganglia, mozeček a motorická kůra. V případě mluvené řeči je důležité Brocovo centrum. b) Somatické a vegetativní podmíněné reflexy: obdoba motorické paměti, avšak s výkonnou složkou autonomního nervstva. Jsou také podkladem vysokého stupně integrity některých somatických a vegetativních funkcí. c) Tvorba percepčních schémat: ukládá vzorce postupů pro zpracování určitých smyslových vjemů. Příkladem může být schopnost čtení (globální vnímání větších celků - slov, slovních spojení), naslouchání mluvenému projevu nebo hudbě. Podobně se vytvářejí i profesionální schopnosti např. slyšet poruchu srdečních ozev, číst EKG, histologické obrazy apod. Dlouhodobá paměť