FUNKČNÍ SYSTÉMY CNS

FUNKČNÍ SYSTÉMY CNS MÍCHA A PERIFERNÍ NERVOVÝ SYSTÉM SOMATOMOTORICKÝ SYSTÉM

STRUKTURA PŘEDNÁŠKY • Stavba a fce míchy a periferního nervového systému • Reflexy • Somatomotorický systém • Posturální reflexy a udržování rovnováhy • Bazální ganglia a řízení motoriky • Mozeček a vestibulární systém • Exekutivní fce • Literatura

MÍCHA a PERIFERNÍ NERVY Stavba Funkce

MÍCHA HŘBETNÍ (medulla spinalis) • 40 - 45 cm válcového provazce, uložena v kanálu páteřním, horní konec přechází v prodlouženou míchu v oblasti foramenmagnum, končí v oblasti L2 • Bílá hmota a šedá hmota – dtto jako v mozku, odlišně lokalizovaná • STRUKTURA šedéhmoty • Lokalizována kolem centrálního kanálku míšního • na průřezu tvar H, motýla – přední a zadní rohy míšní, event. postranní • v prostoru přední a zadní sloupce míšní • U bb. zadních sloupců • končí většina axonů buněk spinálních ganglií, přinášejících inf. z periferie (senzitivita) • axony těchto bb. stoupají jako vzestupné dráhy do vyšších center CNS • Přednísloupceobsahují velké motorické bb. (vytvářejíshluky - jádra)- motoneurony • axony vystupují do periferie a vedou ke svalům podněty ke stahům • Postranní rohy – obsahují jádra autonomního systému • STRUKTURA bíléhmoty • Obklopuje šedou hmotu • Obsahuje krátkémíšnídráhy, spojujícímíšnísegnentyvzestupně i sestupně - funkčnísouhradlouhédráhy -vzestupné(v zadníchprovazcích), sestupné(v předníchprovazcích), obědráhy(vpostranníchprovazcích) • Rozdělena na tři pole na průřezu, v prostoru tvoří provazce míšní (morfologicky) • Zadní - obsahuje převážně ascendentní dráhy (senzitivita) • Postranní – obsahuje vzestupné i sestupné dráhy • Přední -obsahuje vzestupné i sestupné dráhy • Několik subsystémů dle funkce – základní rozlišení: dráhy vzestupné, dráhy sestupné, krátké spoje

MÍCHA HŘBETNÍ (medulla spinalis)

STRUKTURA BÍLÉ HMOTY • Dráhy sestupné (descedentní) – motorické • vycházejí z šedé hmoty provazců míšních předních a postranních a končí u motorických bb. předních míšních sloupců • Z kůry (dráhy pyramidové) • Tr.cortikospinalispyramidalis lat. et ant. – vede podněty z motorických oblastí kůry k motoneuronům míchy • Py dráha zprostředkovává volní, vědomé pohyby příčně pruhovaných svalů (porucha - spastická obrna) • Z mezencefala (dráhy extrapyramidové) • Tr.rubrospinalis, tr.tectospinalis, tr.intersticiospinalis • Z rhombencefala (dráhy extrapyramidové) • Tr.vestibulospinalis, tr.reticulospinalis med., et lat. • Expy dráhy - udržování svalového napětí, reflektorická rovnováha těla, ovládání automatických a poloautomatických pohybů - chůze, plavání, tanec • Krátké intersegmentární spoje

STRUKTURA BÍLÉ HMOTY • Dráhy vzestupné (ascendentní) – senzitivní - řetězy synapticky na sebe navazující neurony s dlouhými neurity • Anterolaterální skupina - převádí vzruchy z kožních receptorů do MK, vnímání bolesti, tepla, dotyku a tlaku • tr.spinothalamicus lateralis – bolest a teplotní čití • Tr.spinothalamicus ant. – bolest • Tr.spinoreticulothalamicus – bolest a podněty z vnitřních orgánů • Tr.spinoreticularis – patří do souboru ascendentní RF • Tr.spinotectalis - ? • Dráhy zadních provazců - převádí vzruchy z kožních čidel a z proprioreceptorů do MK, jemná dotyková citlivost a kinestetická citlivost a hluboká citlivost. • Fasciculus cuneatus, fasciculus gracilis – dotyk povrchový, hluboká propriocepce ze šlach a kloubů • Spoje míchy s mozečkem – podněty z proprioreceptorů, exteroreceptorů kůže • tr.spinocerebelaris post., ant. et rostralis, tr.cuneocerebellaris • Příspěvek mozečku k regulaci svalového napětí a koordinaci pohybu

FUNKCE HŘBETNÍ MÍCHY • spojovací článek mezi mozkem a orgány • ústředí pro nepodmíněné reflexy, které ovlivňují činnost svalů • napínací reflexy • centrum obranných reflexů • centrum autonomních fcí • pro ovládání napětí cévních stěn • vyprazdňování močového měchýře a konečníku • pro reflexní reakce pohlavních orgánů na sex. podněty

PERIFERNÍ NERVOVÝ SYSTÉM • Periferní nn. • Somatické – hlavové a míšní • Vegetativní (autonomní) • PNS - tvořen hlavovými a míšními nn. a soustavou nervových uzlin (ganglií) • Hlavové a míšní nervy zajišťují obousměrné spojení CNS s periférií • Každý nerv - několik set až desítek tisíc nervových vláken • Senzitivní nervová vlákna vedou vzruch aferentně (P C) • Motorická nervová vlákna vedou vzruch eferentně (C P) k PP svalům • Autonomní nervová vlákna vedou informace eferentně – víceneuronová • Podle typu nervových vláken • Nervy čistě senzitivní • Nervy čistě motorické • Nervy čistě autonomní • Smíšené • Míšní nervy - tvořeny dostředivými a odstředivými výběžky neuronů • těla neuronů - uložena v míše a míšních gangliích • celkem 31 párů míšních nervů – spojují se do pletení a z nich vystupují jednotlivé nervy – ad periférie • vznikají spojením předního (vystupují motorická a autonomní vlákna) a zadního míšního kořene (vstupují senzitivní vlákna) • Nervy hlavové – 12 párů, motorická, autonomní a senzitivní inervace hlavy, obličeje a krku

KLASIFIKACE NERVOVÝCH VLÁKEN • Rozdělení nervových vláken dle rychlosti vedení vzruchu – závisí na tloušťce vlákna a na myelinizaci • Existuje dvojí značení nervových vláken • Zelený řádek – nemyelinozovaná vlákna

NERVY MOZKOVÉ (nervi craniales) • I. čichový nerv (n. olfactorius) • II. zrakový nerv (n. opticus) • III. okohybný nerv (n. oculomotorius) • IV. kladkový nerv (n. trochlearis) • V. trojklanný nerv (n. trigeminus) • VI. odtahující nerv (n. abducens) • VII. lícní nerv (n. facialis – n. intermediofacialis) • VIII. sluchově rovnovážný nerv (nervusstatoacusticus, n. vestibulocochlearis) • IX. jazykohltanový nerv (n. glossopharyngeus) • X. bloudivý nerv (n. vagus) • XI. přídatný nerv (n. accesorius) • XII. podjazykový nerv (n. hypoglossus)

REFLEXY Stavba Funkce

REFLEX • Je základní funkční jednotkou NS • Je odpovědí na podráždění receptorů • Makroúroveňpřevoduvzruchu = REFLEXNÍ OBLOUK • 5 základních součástí • Receptor (analyzátor) - podnět (stimulus) – převod na nerv. vzruch • Aferentní dráhy do CNS (dostředivé) • Centrum - CNS – zpracování informace • Efferentní dráhy (odstředivé) • Efektor (výkonný orgán) • Dělení reflexů • Dle počtu vmezeřených synapsí – monosynaptické – polysynaptické • Dle typu receptoru – exteroceptivní – interceptivní – proprioceptivní • Dle lokalizace centra – centrální (míšní a mozkové) – extracentrální (axonové a gangliové) • Dle efektorového orgánu – somatické a autonomní • Dle podmínek a pevnosti spojení – nepodmíněné (vrozené) – podmíněné (získané, naučené) • Vlastnosti podnětu • Odpovídající kvalita (adekvátní podnět) • Dostatečná kvantita (dosahuje prahové intenzity, Hoorweg-Weissova křivka závislosti intenzity podnětu na délce trvání) • Dostatečná rychlost stimulace – pravidlo DuBoisReymond – vplížení podnětu • Jiří Procházka, I. P. Pavlov (reflexní teorie)

REFLEX • NEPODMÍNĚNÉ REFLEXY • 1. Opakovaní stejného podnětu - vždy kvalitativně stejná reakce • 2. Nervová dráha NR je stále tatáž • 3. Centra NR - vždy v šedé hmotě CNS, mimo kůru koncového mozku • 4. Všichni jedinci téhož druhu – stejné NR • 5. Jsou vrozené a dědičné • nejsložitější formou vrozených reakcí jsou pudy - instinkty - pud zachování sebe, rodu • PODMÍNĚNÉ REFLEXY • umožňují adaptaci v prostředí, dočasná nervová spojení • předpokladem učení a paměť • charakteristika: • 1. Na stejné podněty u různých jedinců – různé reakce • 2. Vznik dočasného spojení mezi dvěma nebo více ohnisky podráždění v mozkové kůře • 3. Centra těchto reflexů - v mozkové kůře • 4. Individuální • 5. Vznikají a zanikají během života - vyhasínání reflexů, zapomínání

REFLEX • Senzorický neuron – pseudounipolární buňka – dendrity vycházejí ze svalového vřeténka nebo šlachového tělíska • Vede informaci zadními rohy míšními do příslušného centra v míše – přepojení přímo na motoneuron – reakce na prodloužení svalu (poklepem na šlachu) • Eferentní dráha – motoneuron, jeho tělo leží v předním rohu míšním, axony tvoří nerv, vedoucí pokyn pro kontrakci svalu (efektor)- vykopnutí • Podobně u obranného reflexu • + vmezeřený interneuron • Senzorický nerv – informace z termo a nociceptorů

MOTORIKA Stavba Funkce

SOMATOMOTORICKÝ SYSTÉM • Veškeré interakce s okolním světem - umožněny činností motorického systému • Po narození – motorický systém na startu • základními reflexy (sací, hledací, polykací, zvracecí, obranné reflexy, pláč…) na podkladě vrozených motorických programů • Dalších asi 15 let pokračuje motorický systém ve vývoji • nevyzrálost systému je daň za obrovskou variabilitu a adaptibilitu k prostředí, do kterého se dítě narodí (x jiní savci – pohyb ihned po narození) • Vývoj – maturace neuronálních okruhů, učení různým motorickým aktivitám (hra) • Progresivní vyzrávání systému během prvního roku života • 1.-2. měsíc – první cílené pohyby HK • 2.-3. měsíc – udrží hlavu v leže • 6.-7. měsíc – sedí • 9.-12. měsíc – stoj s oporou

SOMATOMOTORICKÝ SYSTÉM • Koordinace různých typů pozic – komplexní motorický vývojový úkol • s vyladěným zapojením stovky různých svalů • za přispěním senzorického systému (zejm. vestibulárního aparátu, zraku, svalových a kožních receptorů) • Vývoj reprezentuje maturační proces podle předem daných sekvencí s velkou interindividuální variabilitou mezi dětmi • dosáhne-li pohybový systém určitého stupně, dítě začne chodit, což vyžaduje, aby byla zvládnuto udržení pozice těla při změnách opěrných bodů při střídavých pohybech končetin • Říkáme, že dítě se učí chodit, ale ve skutečnosti se uvnitř odehrává rapidní maturace nervového systému • Jednovaječná dvojčata začínají chodit přibližně ve stejném věku, byť je jedno z nich vystaveno soustavnému tréninku chůze • V období prvních krůčků je motorický systém stále velmi nezralý – opravdová koordinace chůze nastává o dost později – až při zvládnutí běhu, základní pohybové vzorce se vyvíjejí až do puberty • Jemné detaily pohybových vzorců jsou adaptovány podle požadavků prostředí i vůlí jedince • Základní koordinace jemné motoriky ruky a prstů pokračuje další řadu let

ZÁKLADNÍ KOMPONENTY • Základní komponenty motorického systému • Motoneurony a motorické jednotky • Řízení zpětnou a dopřednou vazbou

MOTORICKÝ SYSTÉM SESTUPNÝ SYSTÉM „vyšší“ motorické neurony MOTORICKÝ KORTEX Plánování, inicializace a řízení volních pohybů MOZKOVÝ KMEN Řízení základních pohybů a postoje BAZÁLNÍ GANGLIA Brána přesné inicializace pohybu MOZEČEK Senzorimotorická koordinace MÍŠNÍ OKRUHY INTERNEURONY Koordinace reflexních dějů MOTONEURONY „nižší“ motorické neurony SVALY a KOSTI

MOTONEURONY A MOTORICKÉ JEDNOTKY • Motoneurony řídící různé svaly – různá motorická jádra v celé délce hřbetní míchy a mozkového kmene • Každý motoneuron vysílá svůj axon k jednomu svalu a inervuje omezené množství svalových vláken = motorická jednotka • Motorické jednotky – dělení podle typu svalových vláken, podřízených motoneuronu • Pomalé motorické jednotky – 1 typ – vytrvalostní běh • Rychlé motorické jednotky – 2 typy – zvedání těžkých břemen • Motoneurony jsou aktivovány • interneurony center zodpovědných za různé reflexy a motorické programy • a sestupnými drahami z předního mozku a mozkového kmene • Motoneurony mohou být aktivovány s velkou přesností z obou těchto zdrojů • Oba systémy společně determinují stupeň aktivace svalu a přesné načasování činnosti motoneuronu – synchronizace působení • Receptory smyslové soustavy jsou důležité v řízení pohybů • Příspěvek senzorického systému – značný a v různých kontextech • Nezpůsobilá senzorická kontrola – narušené motorické řízení • Bez senzorické informace- mohou být pohyby vykonávány, ale s menší přesností provedení

SOUHRA SENZORIKY A MOTORIKY • Signály ze smyslové soustavy jsou využívány motorickým systémem různě • Senzorické signály • 1. spouští behaviorálně smysluplnou motorickou aktivitu (únik, kašlací nebo polykací reflexy …) • 2. napomáhají řízení probíhajících motorických vzorců a ovlivňují přechod od jedné fáze pohybu k druhé (nádech – výdech, chůze…..) • 3. zpřesňují pohyb – vede k omezení působení na jeden sval nebo skupinu synergistů – svalové receptory (Golgiho šlachové tělísko a svalové vřeténko) • 4. pomáhají najít a zabránit všem narušením tělesné pozice při stoji nebo změně tělesné pozice – receptory kožní, svalové, kloubní, vestibulárního a zrakového systému přispívají různou měrou k řízení dynamických a statických aktivit těla • 5. Při držení předmětu v ruce – důležitá role receptorů v kůži konečků prstů – objekt má tendenci spadnou – aktivace kožních receptorů- signalizace rychlá do nervového systému, že tu je potřeba přidat svalovou sílu • 6. Velké množství senzorických signálů poskytuje informaci o pozici různých částí těla ve vztahu jedné a druhé a k vnějšímu světu, tato informace je nezbytná při inicializaci volního jednání (např. pro natažení ruky k chtěnému předmětu, je nezbytné vědět, v jaké iniciální pozici se nachází paže a ruka v prostoru), v závislosti na tom, zda je končetina na levé nebo pravé straně objektu, musí být použity odlišné typy motorického řízení, aby ruka dosáhla svého cíle

ŘÍZENÍ - zpětná a dopředná vazba • Vyskytne-li se odchylka při držení předmětu v ruce, při stoji v jedoucím autobusu – je to zaznamenáno různými senzorickými receptory • Tento senzorický signál je veden zpět do nervového systému a je využit pro protiakci této odchylky rychle • To je řízení zpětnou vazbou – korekce aktuální odchylky jakmile se objeví • Limitujícím faktorem efektivity této kontroly v biologických systémech je zpoždění, která následuje • Senzorický signál je zaznamenán receptorem, vyslán co nervové soustavy, zpracován, vybrána odpovídající odpověď • Opravný signál je poslán zpět příslušnému svalu a rozkaz je proveden – svaly jsou nastaveny podle potřebné kontrakční síly • Toto zdržení může být u velkých zvířat vč. člověka podstatné, při rychlých pohybech nemusí být dostatek času nebo žádný čas pro opravu zpětnou vazbou, v méně náročných více statických situacích je senzorický feedback kritický význam • V mnoha případech je odchylka předpokládána a anticipována před tím než začne a korekce začíná před tím, než se odchylka skutečně objeví – tento způsob řízení je nazýván dopřednou vazbou – anticipační řídící mechanismy jsou často automatické a nevědomé, a jsou součástí inherentní kontrolní strategie (např. přechod ze stoje na dvou na jednu, před zvednutím končetiny přeneseme váhu na stojnou nohu – posunutí těžiště, jako zvedání těžkých předmětů) • Většina řízení pohybů je vystavěna tak, že korekce tělesné pozice je potřebné pro stabilní pohyb se objevuje již před tím než je příslušný pohyb započat • Při užití zpětné vazby – pohyb by byl mnohem méně přesný a pomalejší

MOTORICKÉ PROGRAMY • Obratlovci i bezobratlí - nervové okruhy - informace pro koordinaci specifických motorických vzorců jako polykání, chůze, dýchání • Aktivace dané neuronální sítě – provedení příslušné aktivita • Síť - skupina interneuronů • aktivuje specifickou skupinu motoneuronů v určité sekvenci • a inhibuje motoneurony, které protipůsobí na zamýšlený pohyb • Skupina interneuronů = motorický program nebo centrální generátor vzorce (CPG) • Může být aktivován vůlí – začátek chůze • Nebo spuštěn senzorickým podnětem – obranný reflex nebo polykání • Většina typů motorické aktivity – zahrnuje senzorický systém • Může tvořit integrální součást okruhů motorického řízení • může determinovat trvání motorické aktivity (inspirační fáze dýchání) aj. • Několik typů motorické koordinace • Motorické vzorce spouštěné jako reflexní odpovědi • Rytmické pohyby • Pohyby očí • Pozice těla

MOTORICKÉ PROGRAMY • Motorické vzorce spouštěné jako reflexní odpovědi • Obranné kožní reflexy • Kašlací a kýchací reflexy • Polykací reflexy • Rytmické pohyby • Chůze nebo lokomoční chování obecně • Žvýkací pohyby • Dýchací pohyb • Pohyby očí • Rychlé sakadické pohyby očí – posunou vizuální objekt zájmu do foveální oblasti, aby byl viděn detailněji • Držení těla • Možnosti zaujímat nesčetné množství poloh • Posturální systém automatický (bez vědomé kontroly, jak kterou polohu zaujmout) i řízený vůlí (možnost rozhodnout se, jakou polohu zaujme) • volní motorická aktivita organizována do velké míry na úrovní mozkového kmene + vliv oblastí frontálního laloku (kůra před motorickým kortexem)

MOTORIKA • Pohyb je dán činností komplexu dějů, jen těžko lze oddělovat jednotlivé kroky • Tyto děje jsou vzájemně propojeny – jednotný cíl – viditelný pohyb • Motorická aktivita • Volní (úmyslná) a mimovolní (neúmyslná) • Opěrná (postojová) - motorika sloužící udržení určité pozice těla a cílená (pohybová) – motorika sloužící k pohybu a k lokomoci • Reflexní - motorika jako odpověď na vnější podněty a motorika s centrálním motorickým programem – vnitřní podněty • Dělení je umělé, nelze od sebe oddělit, děje probíhají paralelně ve vzájemné souhře

CÍLENÁ MOTORIKA • Odpovídá za cílené vědomé pohyby – chůze, uchopení, házení atd.) • Funkčně doprovázena opěrnou motorikou (kontrola vzpřímeného postoje, tělesné rovnováhy a polohy těla) • Cílená a opěrná motorika – fungují současně • Společně zpracovávány informace z periferie (somatosenzorika) – jednotný systém senzomotorický • Úmyslná motorika • Vědomý pohyb vzniká na základě následujícího sledu fází • Rozhodnutí • Programování (s využitím naučených dílčích programů) • Povel k pohybu • Provedení pohybu • Zpětnovazebná aferentace z dílčích motorických systémů i informací z periférie – kontrola a korekce prováděného pohybu na všech úrovních

CÍLENÁ MOTORIKA • Pohyb = vysoce organizovaná fce, řízená jako celek • 1. idea – limbická kůra, frontální lalok, podkorové limbické struktury • 2. program – asociační frontální limbické oblasti • 3. taktika • Rychlý pohyb – mozeček • Pomalý pohyb – bazální ganglia • 4. thalamus • 5. iniciace a start – motorická kůra • Pohyb je řízen k motorické kůry, ale zpětnovazebně kontrolován • výstupní informace z kůry do mozečku, BG a RF složitými okruhy • Z nich - zpětná informace do kůry, jak je pohyb prováděn • Tj. možnost korekce

CÍLENÁ A OPĚRNÁ MOTORIKA • Cílená motorika probíhá na základě existence svalového tonu (tj. opěrné motoriky – motorického systému polohy) • Opěrná motorika vytváří širší podklad motoriky cílené • Opěrná motorika zajištěna činností • RF • Prodloužené míchy • Pontu • Středního mozku • Statokinetického čidla • Motorické povely = výsledek zpracování velkého množství dat ze senzorických oblastí asociačními oblastmi + vliv dalších asociačních oblastní (např. LS – motivace a paměť…) • Výstup = jednoduchý a účelově dokonalý vzorec motorické aktivity (pohyb) • Pohyby učené – vůlí kontrolované – pomalé • Pohyby naučené – plně automatizované – rychlé (pohybové stereotypy)

ŘÍZENÍ POHYBŮ – různé úrovně • Úroveň kmene a míchy • Úroveň středního mozku a bazálních ganglií – modulace motoriky • Úroveň cerebrální kontroly a sestupná kontrola motoriky (mozková kůra a pyramidový a extrapyramidový systém) • Některé specifické oblasti • Vizuomotorická koordinace • Cerebellum • Motorické učení

ŘÍZENÍ POHYBŮ – kmen a mícha • Úroveň kmene a míchy • Jsou zodpovědné za koordinaci různých základních motorických vzorců • Páteřní mícha – obsahuje motorické prg (CPG) obranných reflexů a lokomoce • Mozkový kmen – obsahuje motorické prg (CPG) pro polykání, žvýkání, dýchání, rychlé sakadické pohyby očí • Oddělení struktur předního mozku – model decerebrace – model je schopen dýchat, žvýkat, chodit a stát

ŘÍZENÍ POHYBŮ – mezimozek a BG • Úroveň diencefala a subkortikálních oblastí telencefala (tj. hypothalamus a BG) – modulace základního schématu motoriky • Cílem řízené chování • Hypothalamus – obsahuje velké množství jader, které řídí autonomní fce (vč. cetra termoregulace, příjmu tekutin a potravy) • Stimulace centra příjmu potravy – vede k vybavení sekvence motorických aktů, zahrnujících množství různých motorických programů, uspořádaných v logickém pořadí • BG – mají kritický vliv na normální inicializaci motorického chování • Oblast výstupu – pallidum – inhibuje velké množství motorických center diencefala, mesencefala a MK (vysoká aktivita při odpočinku), • Oblast vstupu – striatum – aktivace z kůry, thalamu, mozkového kmene, v klidu je málo citlivé k těmto vzruchům • Přechod z klidu k motorice • DA systém (substantianigra) zcitlivuje vstup k aktivaci z MK a thalmu • Striatum inhibuje výstup (pallidum) – ukončení inhibičního vlivu na motorické centra nižších etáží • Dekortikalizační model

FCE BAZÁLNÍCH GANGLIÍ • Součást extrapyramidového systému • Řídí excitační a inhibiční děje při volních pohybech – koordinace a regulace volních i mimovolních pohybů • U nižších živočichů – mají BG nejvyšší fce (savci dominance kůry) • Tlumivý vliv na korové a podkorové motorické fce - řídí vztahy mezi podrážděním a útlumem v řízení motoriky • Účastní se pohybů při jejich vlastním provádění ale i při jejich přípravě a plánování (spoje do premotorické oblasti MK) • Propojena složitými vazbami mezi sebou • 2 okruhy – okulomotorický a skeletomotorický • koordinace a rychlost průběhu pohybu • Striatum – řízení celkových pohybů, pallidum – řídí svalový tonus

ŘÍZENÍ POHYBŮ – mozková kůra • Úroveň cerebrální kontroly a sestupná kontrola motoriky – zejména frontální lalok • Organizace frontálního laloku • Primární motorická kůra – uspořádáno somatotopicky • Premotorická a suplementární motorická kůra – účastní se jiných aspektů koordinace motoriky • Asociační kůra – prefrontálníkortex • Kortikální řízení – přímé (pyramidová dráha) a nepřímé (expy dráhy) – je uskutečňováno oběma systémy ve spolupráci • Kortex se účastní inicializace lokomoce přes CPG ve spinální míše • Kortikální řízení motoriky • Význam pro obratnou a flexibilní motorickou koordinaci (jemná motorika ruky a prstů) • Typ chování označovaný jako volní – úmyslný X neúmyslné akty • Obecně používaná terminologie, ale nepřesná

MOZKOVÁ KŮRA a MOTORIKA • MK nejvyšší úroveň řízení – řízení jemné motoriky • Primární idea pohybu – LS kortex, podkoří, frontální lalok) • Program pohybu (asociační frontální a limbický kortex) • Integrace vstupů z vnějšího a vnitřního prostředí (asociační senzorický kortex) • Iniciace pohybu (motorický kortex) • MK – řízení hrubé motoriky (stoj, lokomoce, svalový tonus) • Primární zpracování (premotorická kůra, sekundární motorická oblast, a asociační motorická oblast) • Přepojení v podkorových centrech – mozkový kmen, BG

PYRAMIDOVÁ DRÁHA • Nejdůležitější dráha motoriky • Spojení mezi kůrou a motoneurony míchy (HN) • Přímá, bez přepojení, rychlé vedení • Začíná v motorické korové oblasti – propojení informací ze senzorické oblasti = tj. funguje jako celek • Axony motorických neuronů kůry sestupují ve dvou svazcích • Tractuscorticospinalis – jemná motorika ruky…. • Tractuscorticobulbaris (corticonuclearis) – otevírání zavírání úst, očí, pohyby hlavou…… • Nejdůležitější dráha motoriky, řízení rychlých pohybů • Obsahuje tlustá rychle vedoucí vlákna • Všechna se kříží • HN – na úrovni jader • MM – v oblasti prodloužené míchy (80%) a před výstupem z míchy (20%) • Fylogeneticky mladší – ve vývoji motoriky dozrává později (jemná motorika ruky, skok na jedné noze…..)

EXTRAPYRAMIDOVÉ DRÁHY • Fylogeneticky starší dráhy • Víceneuronové – přepojení na různých úrovních • Jsou zodpovědné za hrubé, pomalé, tonické pohyby, zajišťuje pohyby vedoucí k udržení vzpřímeného postoje, účastní se na provádění mimovolních pohybů • Vychází z premotorické oblasti, doplňkové motorické oblasti, a asociační motorické oblasti • Vedou do • Retikulární formace – hlavní extrapyramidová dráha • Středního mozku (tectum) • Mezimozku (ncl.ruber) • Mostu (vestibulární jádra) • Prodloužené míchy • Zprostředkovávají podobně jako py dráha spojení mezi MK a míchou (event. jádry HN) • Začíná v motorické korové oblasti – propojení informací ze senzorické oblasti = tj. funguje jako celek • Spoje do vstupní oblasti BG (striatum)

ŘÍZENÍ POHYBŮ – dodatek • Motorický aparát – schopen vykonávat nejjednodušší reflexy i nejzručnější komplexní pohyby • Je obdařen možnostmi modulace a flexibility (u primátů větší než u jiných zvířat) – obrovské množství pohybů, v různých kombinacích a odpovídající různým situacím • Některé specifické oblasti • Vizuomotorická koordinace • Cerebellum • Motorické učení

VIZUOMOTORICKÁ KOORDINACE • Vizuomotorická koordinace – komplexní motorická aktivita • Např. zachycení letícího míče • Anatomicky – silná projekce z parietálního laloku (zrakové zpracování pohybu) do frontálního laloku • Zpracování velkého množství informací k dosažení správného a přesného povelu k motorickému systému • Doba tohoto zpracování – processingtime - reakční čas, doba mezi podnětem a reakcí • RČ roste s komplexností vnímané situace a počtem variant v odpovědi • Mění se s věkem – delší RČ – děti a senioři • Testy vizuomotorické koordinace – konstrukční a kresebné testy (BGT, BVRT, RCFT, FD, 2D a 3D konstrukce) • Testy motorického systému – testy apraxie, HR a L baterie, FTT…

CERBELLUM - mozeček • Motorické funkce, v nichž se mozeček účastní • Koordinace pohybů a rovnováhy • Ovlivňuje kvalitu prováděných motorických aktů • Účastní se prakticky ve všech fázích pohybu – jemné vylaďování a modifikace pohybů podle kontextu daného chování - adaptace různých vzorců základní motorické koordinace • Řeč, psaní i jemná motorika ruky – bez mozečku, ale s menší přesností – tzn. motorické programy pro tyto činnosti nejsou uchovávány pouze v mozečku • Další funkce mozečku • 1 typ motorického učení – procedurální učení (asociace nepodmíněného stimulu s podmíněným) • Učení nové motorické dovednosti – nově uložený program pro sekvenci motorických aktů musí být založen i v jiných strukturách mozku – ppdně MK a BG • Laterální části se podílejí na kognitivních procesech – exekutivní procesy, vizoprostorovéfce, pracovní paměť aj. • Podílí se na regulaci afektivity • Jsou předmětem aktuálních výzkumů • Narušení mozečkových funkcí • Cerebelární kognitivně afektivní syndrom

MOTORICKÉ UČENÍ • Motorický systém - motorická infrastruktura • podmíněná evolučně • Rozvinutí všech možností během zrání CNS • Dostupnost všem jedincům druhu • U primátů vč. člověka • preformované okruhy (např. CPG) pro celý repertoár základních pohybů (jako lokomoce, držení těla, dýchaní a pohyby očí….) • základní okruhy, které tvoří základ jemné motoriky (dosahování, pohybů ruky a prstů a produkce zvuků jako při řeči) • Schopnost učit se – motorické procedurální učení • výsledek = procedurální nedeklarativní paměť • Učení nových motorických dovedností a schopností • důležitá role BG a MK • mozeček – kvalita motorických vzorců a schopnost asociovat dva podněty během podmíněného reflexu

POHYBY OČÍ • Studium očních pohybů • Jednodušší • Přesně definované svaly • a jejich řízení • 5 stereotypních pohybů očních • Sakkády • Klouzavé (hladké) sledovací pohyby • Vergence • Vestibulookulární pohyby • Optokinetické pohyby • Sledování vlivu BG a mozečku • Mrkací reflex u králíků • VOR u opic • Zrakové sledování bodu v zorném poli u opic

SOMATOSENZORIKA

SOMATOSENZORICKÝ SYSTÉM • Není specializován na určitý typ podnětové modality • Je schopen detekovat více forem informačních signálů • Recepční struktury se pro jednotlivé typy podnětů liší • Dráha a kortikální projekce se shoduje • Patří sem: • Kožní čití • Vnímání dotyku a tlaku a vibrací – diskriminativní čití • Vnímání tepla a chladu • Hluboké čití (propriocepce) • Vnímání bolesti – některá specifika

KOŽNÍ ČITÍ • Kůže představuje velký recepční orgán • Vnímání dotyku a tlaku • Receptory – mechanoreceptory – reagují na deformaci kůže nebo na ohnutí vlasu či chlupu • Podle uspořádání – volná nervová zakončení nebo složitá opouzdřená nemyelinizovaná zakončení • Specifické kožní receptory pro vnímání dotyku a tlaku • se liší velikostí, strukturou, lokalizací i hustotou distribuce • umožňují vnímat dotyk, vibrace, tlak, tah i bolest • maximum specializovaných tělísek – konečky prstů, špička jazyka, zevní pohlavní orgány, rty, nos a čelo, nejméně – hřbet ruky, ploska nohy a záda • Vater-Paciniho tělíska • Meissnerova tělíska • Merkleovy disky • Ruffiniho tělíska • Golgiho-Mazzoniho tělíska • Krauseho tělíska • Specifické kožní receptory pro vnímání tepla a chladu • Tepelné (38-48°C) a početnější chladové (25-35°C) receptory kůže, předpokládá se i existence nespecifických termoreceptorů • Registrují relativní teplotu (tj. rozdíl mezi teplotou vlastní a okolní, nikoliv teplotu absolutní) • Morfologicky jsou termoreceptory volná nemyelinizovaná nervová zakončení • Specifičnost termoreceptorů je vysoká, k inadekvátním podnětům jsou relativně necitlivé

PROPRIOCEPCE • Hluboké (proprioreceptivní) čití má komponentu svalovou, šlachovou a kloubní • Přivádí do mozku kontinuálně informace o aktuálním stavu pohybového aparátu z proprioreceptorů • Proprioreceptory • Ruffiniformní a paciniformní tělíska v kloubních pouzdrech a vazech • Signalizují pohyb v kloubu (kinestézii) a extrémní pozici v kloubu • Svalová vřeténka a Golgiho šlachová tělíska • Signalizují ustálenou pozici v kloubu (statestézii) • Reagují na rychlost protažení a na tah svalu • Ruffiniho tělíska • Signalizují ustálenou pozici v kloubu (statestézii) • Jejich funkce je součástí volního řízení pohybu (kontrola) i řízení posturálních reflexů

SOMATOSENZORICKÉ DRÁHY • Informace somatosenzorického vnímání vedeny podle modalit • třemi různými drahami v páteřní míše, mají odlišné cíle v mozku • 1. diskriminativní čití • 2. vnímání bolesti a teploty • 3. propriocepce • Tyto modality se liší vzájemně • v typech receptorů, • V dráhách, kterými jsou vedeny • V projekcích • V místě, kde jsou kříženy (všechny dráhy senzorického systému směřující do kortexu se musí křížit v určitém bodě - mozková kůra pracuje na základě kontralaterální informací) • Systém diskriminativního čití se kříží vysoko v prodloužené míše – cestou lemniskálního sytému (lemniscus med.) • Systém vnímání bolesti a teploty se kříží nízko – v páteřní míše ihned po vstupu – cestou anterolaterálního systému (tr. spinothalamicus, tr. spinoreticularis, tr. spinotectalis) • Systém proprioceptivního čití míří do cerebella (! funguje ipsilaterálně – nekříží se!) - cestou tr. Spinocerebellarisdorsalis a ventralis, část cestou lemniscus med. do thalamu a MK)

SOMATOSENZORICKÉ DRÁHY • Čití v obličeji – V. HN (n. trigeminus) • Čití od krku dolů – senzitivní nervy vstupující do páteřní míchy • Počitky (AP) přicházejí z periferie cestou senzorických axonů – těla senzorických neuronů leží mimo páteřní míchu v dorzálním kořenovém gangliu (každý spinální nerv 1 ganglion) • Senzorické nervy jsou unikátní – signál neprochází tělem neuronu, tělo neuronu sedí jako by mimo, je bez dendritů, signál prochází přímo od distálního axonálního výběžku do proximálního výběžku, tj. pseudounipolární bb. • Proximální konec axonu vstupuje do zadní poloviny páteřní míchy (zadní kořeny míšní) a ihned se otáčí směrem nahoru k mozku a stoupají v zadní polovině bílé hmoty míšní – zadní a boční provazce míšní (1.neuron) • První neuron končí na přepojení v míše – na 2. neuron, dráhy se ihned kříží a spojují na druhé straně mozkového kmene (ncl. Cuneatus med. Et. Lat.., ncl. Gracilis, ncl. Cervicalis lat. Ncl. Z) – cestou lemniscus med. do thalamu • Přepojení na třetí neuron v thalamu (ncl. ventralis posterolat.) - přestupní stanice pro všechno, co chce vstoupit do kortexu. 3. konečný neuron vstupuje do kortexu (somatosenzorická kůra)

KOROVÁ PROJEKCE • 1. přední parietální oblast (gyruspostcentralis, area 1, 2, 3a ,3b) • Primární korová oblast pro taktilní počitky (3b) pro proprioceptivní počitky (3a), teplo je percipována již na subkortikální úrovni • Receptivní pole somatosenzorické kůry je uspořádáno do sloupců • Area 1, 2 plní funkci sekundární (asociační) kůry • Somatosenzorickýhomunculus je „hlavou dolů“ (projekce hlavy je při dolním okraji hemisféry • 2. Zadní parietální oblast (v části lobulusparietalis sup. – area 5a, 5b, 7b) • Eferentace do motorických oblastí frontálního laloku a do LS (reciproční spoje) • Předpokládá se účast na tvorbě vzorce chování podle senzorického podnětu • 3. Sekundární somatosenzorická oblast – v parientálním laloku na horním valu sulcuslateralis • Je recipročně propojena s ostatními korovými oblastmi a s ventrobazálním thalamem • Má vztah k učení pro příslušný typ podnětů

6 primární senzitivní oblast • 7 sekundární senzitivní korová o. • 8 suplementární senzitivní korová o. • 21 parietální asociační korová oblast obrázky přejaty z Čihák, 1997

FUNKČNÍ SYSTÉMY CNS