Motorická kůra mozková

Motorická kůra je termín, který popisuje oblasti mozkové kůry zapojené do plánování, kontroly a provádění dobrovolných motorických procesů.

Motorická kůra může být rozdělena do pěti hlavních oblastí:

Pro motorické funkce mají velký význam i další mozkové oblasti mimo mozkovou kůru, především mozeček a subkortikální motorická jádra.

První práce na funkci motorické kůry mozkové

V 50. letech kanadský neurochirurg Wilder Penfield vyvinul chirurgický zákrok, který měl zmírnit epilepsii. Jeho prvotním zákrokem bylo elektrické sondování povrchu pacientovy kůry, aby našel problémovou oblast. Během těchto výzkumů zjistil, že stimulace Brodmannovy oblasti 4 snadno vyvolává lokalizované svalové záškuby. Dále se zdálo, že existuje „motorická mapa“ povrchu těla podél gyru, která zahrnuje oblast 4. Oblast 4 je proto nyní známá jako primární motorická kůra. Po tomto objevu zjistil, že stimulace oblastí, které jsou před M1, způsobuje komplikovanější pohyby; nicméně k iniciaci pohybů z těchto oblastí bylo zapotřebí více elektrického proudu. Tyto „premotorové“ kortikální oblasti se nacházejí v Brodmannově oblasti 6.

Penfieldovy experimenty způsobily, že se vše zdá být docela jednoduché: účelem M1 je propojit mozek s dolními motorickými neurony přes míchu, aby se zjistilo, které konkrétní svaly se musí stáhnout. Tyto horní motorické neurony se nacházejí ve vrstvě 5 motorické kůry a obsahují některé z největších buněk v mozku (Betzovy buňky, jejichž buněčná těla mohou mít průměr až 100 mikrometrů. Pro srovnání, tyčové fotoreceptory mají průměr asi 3 mikrometry). Sestupné axony těchto buněk vrstvy 5 tvoří kortiko-spinální nebo pyramidový trakt. Avšak jediná vrstva 5 tvoří synapse s mnoha dolními motorickými neurony, které vrozeně uchovávají různé svaly. Kromě toho je často tentýž sval zastoupen na poměrně velkých oblastech povrchu mozku a dochází k překrývání v zastoupení různých oblastí těla.[Jak odkazovat a odkazovat na shrnutí nebo text] Tato fakta znamenají, že neurony M1 netvoří jednoduché spojení s dolními motorickými neurony. Aktivita jednoho neuronu M1 by mohla způsobit kontrakci více než jednoho svalu; to naznačuje, že M1 nemusí být jen kódování stupně kontrakce jednotlivých svalů.

Novější práce: kódování směru dosahu v M1

Tento článek je označen od října 2008.

Opravdu M1 kóduje směr dosahu?

Výskyt populačního vektoru v M1 je nesporný, ale jeho účel je nejistý. Ukazuje se, že odezvy jednotlivých neuronů v M1 nekorelují pouze se směrem dosahu, ale také s řadou dalších koproměnných, jako je počáteční poloha paže, zrychlení, příprava pohybu, cílová poloha, vzdálenost k cíli, konfigurace kloubů, svalová síla atd. Poslední práce naznačila, že populační vektor v M1 kóduje pohyb kolem jednotlivých kloubů a že zdánlivý kód směru dosahu je epifenoménem způsobeným částečně fyzikálními omezeními muskuloskeletálního systému.

Co je potřeba k provedení správně koordinovaného pohybu?

Tento článek je označen od října 2008.

Ať už M1 ve skutečnosti kóduje cokoliv, zdá se, že je to relativně nízká úroveň. Pohled na reakce M1 neukazuje, jak jsou složité pohyby plánovány nebo jak jsou vedeny. K tomu je třeba zkoumat premotorové oblasti, týkající se toho, jak interagují s bazálními gangliemi k zahájení pohybu a mozečkem pro vizuální vedení pohybu. Klíčovým rysem obou těchto úkolů je smyslová zpětná vazba. Bez smyslové zpětné vazby není možné normální zahájení a (zejména) vedení pohybu. Zahájení pohybu ve správný čas je obvykle založeno na smyslových informacích. Správné dokončení pohybu (například natažení) vyžaduje, abyste znali hodně ze svého prostředí, jako je počáteční délka svalu, rychlost svalu, zatížení svalu a držení těla. Musíte také vědět, jak pohyb postupuje ve formě vizuální a proprioceptivní zpětné vazby, abyste mohli pohyb korigovat tak, jak se děje, nebo ho zlepšovat při dalších příležitostech prostřednictvím učení pokusů a omylů.

Role premotorových oblastí, PMA a SMA

Tento článek je označen od října 2008.

Stimulace SMA a PMA způsobuje iniciaci složitých, často oboustranných pohybů. Zahájení těchto pohybů vyžaduje dodání většího elektrického proudu, než je nutné pro zahájení pohybů z M1. Je to proto, že oblasti premotoru jsou pouze nepřímo spojeny s nižšími motorickými neurony.

PMA přijímá vstupy z mozečku a podílí se na plánování pohybů na základě vnějších (zejména vizuálních) podnětů; podílí se převážně na kontrole posturálních a proximálních svalů končetin. Léze PMA narušují naučené reakce na vizuální podněty. SMA má silné reciproční spojení s bazálními ganglii a podílí se na plánování naučených sekvencí pohybů; je to místo pohotovostního potenciálu, které začíná jednu sekundu před zahájením pohybu. Stimulace SMA vytváří nutkání k pohybu. Dvoustranné léze SMA blokují veškerý pohyb a způsobují ochablou paralýzu. Menší, jednostranné léze narušují učení pohybových sekvencí nezávislých na vnějších podnětech.

PMA a SMA jsou cesty, kterými mozeček a bazální ganglia tvoří paralelní zpracovatelské smyčky s motoricko-kortikálními oblastmi. Právě těmito smyčkami jsou pohyby iniciovány a vedeny. Poškození struktur v těchto smyčkách způsobuje specifické pohybové poruchy.

Nečinnostní reakce v motorické mozkové kůře

Funkční magnetická rezonance (fMRI) skeny osob čtoucích slova ukázaly, že akt čtení slovesa, které odkazuje na obličej, paže, nebo noha akce způsobuje zvýšený průtok krve a aktivitu v motorické kůře. Oblasti motorické kůry, které jsou aktivní, odpovídají místům motorické kůry, která jsou spojena s touto aktivitou. Například čtení slova lízat by zvýšilo průtok krve v místech odpovídajících pohybům jazyka a úst. Při čtení sloves, průtok krve také zvyšuje v premotor oblastech, Broca oblast a Wernicke oblast. Na základě těchto informací, bylo navrženo, že slovo porozumění závisí na aktivaci propojených mozkových oblastí, které vstřebávají informace o konkrétním slově a jeho související akce a pocity.