NEUROFYZIOLOGIE II

Motorika (hybnost)

I. MOTORIKA (HYBNOST)

1) postoj, lokomoce2) práce, jídlo3) komunikace (verbální - nonverbální)

1) volní motorická aktivita (úmyslná)2) mimovolní motorická aktivita (neúmyslná)

Svalové skupiny:1) agonisté2) antagonisté

Složka pohybu:1) kinetická = volní + mimovolní aktivita2) statická = mimovolní aktivita

Etáže řízení motoriky

Činnost kosterního svalstva je vždy řízenajako 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:polohovépostojovévzpřimovací reflexy

- informace z: proprioreceptoryexteroceptorystatokinetické čidlo

- řízení: hybná centra mozkového kmene - retikulární formacemozečekpáteřní mícha

Postojové (posturální) reflexy

- základem je kontrakce antigravitačního svalstva (extenzorů)- svalový tonus je udržován:

exteroreceptivní a propriooreceptivní míšními reflexygama-systém, retikulární formace

1. posturální reflex omezené části těla - jedné končetiny = lokálnístatická 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 labyrintovéreflexy (ze statického čidla), fázické labyrintové reflexy (z kinetického čidla)

Vzpřimovací reflexy

- pro řízení nutná: retikulární formacestatokinetické čidlo mozková kůra

- regulující podnět: stálý směr působení gravitace

- informace z taktilních exteroreceptorů tělové vzpřimovacíreflexy – 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 alfa-motoneurony předních rohů míšních – axony na extrafuzálnívlákno (efektor) kontrakce příslušného svalu - udržuje délku svalu

b) šlachové tělísko – reaguje na napnutí šlachy (při svalovékontrakci) – vlákna Ib typu vedou vzruchy na inhibičníinterneurony alfa-motoneuronu vyvolávajícího kontrakci = bráníkontrakci a chrání sval a šlachu před přetížením- udržuje napětí svalu

Kontrakce svalu může být vyvolána buď přímo- podnětem z alfa-motoneuronů, 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 reflexy2) 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 setlumí antagonisté

- řízen činností míšníchinterneuronů

- podstata obranného reflexu

Zkřížený flexorový reflex (obranný reflex)

Flexe jedné končetinyje povázena extenzí druhé

zachování vzpřímeného postoje tento reflex jezákladní 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 nastávátzv. míšní šok.

Míšní šok je období kdy nejsou přítomny reflexy (somatické, ani autonomní), hybnosta citlivost pod místem poranění.

Míšní šok může trvat hodiny, dny, týdny nebo měsíce.

Návrat reflexní aktivity pod místem léze (autonomní → somatická) svědčí pro odeznívání míšního šoku.

Nejprve se objevuje slabá kontrakce flexorůa 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 intenzity3. mozková kůra (kortex) (MK) – vznik cílených, volních,

úmyslných pohybůa) kortikospinální dráha (pyramidová dráha) b) extrapyramidová dráha

a) pyramidová dráha - začátek – axony Becovýchpyramid 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 pomalu2. Vegetativní eferentní (odstředivé) dráhy jsou dvouneuronové, na

cestě k výkonnému orgánu jsou přerušeny synaptickýmgangliem, 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 buďnoradrenalin nebo acetylcholin

5. Vegetativní reflexy mají delší reflexní dobu a delší účinek6. Činnost nervstva nelze vůlí ovlivnit

Řízení autonomních funkcí

A. Autonomní ústředí CNSB. Periferní oddíly autonomního nervstva1. sympatikus2. 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 – zrychlenísrdeční 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 , reflexní2. 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 zuřivosti-útoku)

4. MOZKOVÁ KŮRA - integrace a tvorba podmíněných reflexůsouvisejících 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 pouzetehdy, 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 látkyz místa jejího účinku (t.j. ze synaptické štěrbiny).

Hlavní mediátorovésystémy mozku

Hlavní mediátorové systémy mozku

Hlavní mediátorové systémy mozku

Cholinergní systém

Acetylcholin-obsahující neurony se nacházejípředevším v mozkovém kmeni (zejména v nc.interpeduncularis a v nc. basalis Maynerti)a mají rozsáhlé vzdálené spoje.

To naznačuje, že se podílejí na regulacineuronální aktivity ve velké části mozku.

Glutamátergní systém

Glutamát je nejrozšířenější excitační neurotransmiterv mozku.

Glutamát-obsahující neurony se nacházejípředevším v mozkové kůře (zejména v hippocampu),amygdale a v bazálních gangliích

Aspartátergní systém

Aspartát je excitační neurotransmiter spinální míchy.

Aspartát-obsahující neurony se nacházejí předevšímve ventrální spinální míše.

GABAergní systém

GABA je hlavní inhibiční neurotransmiter v mozku.

GABA-obsahující neurony se nacházejípředevším v bazálních gangliích (substantia nigraa globus pallidus), hypothalamu a hippocampu.

Glycinergní systém

Glycin je hlavní inhibiční neurotransmiter vespinální míše.

Glycin-obsahující neurony se nacházejípředevším ve ventrální spinální míše.

Monoaminergní systém

Mezi primární monoaminergní transmitery patří:

1) noradrenalin2) dopamin3) serotonin.

Noradrenalin a dopamin jsou katecholaminy,zatímco serotonin je indolamin.

Monoaminergní systém

Monoaminy-obsahující neurony se nacházejípředevším v mozkovém kmeni a mají rozsáhlévzdálené spoje.

To naznačuje, že se podílejí na regulacineuronální 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 těchtosložek. Jednotlivé vrozené prvky se mohou vzájemně kombinovata vytvářet tak nové formy chování. Vrozené reakce se mohou rovněžvybavovat v nových situacích a jejich průběh může být vlivem prostředímodifikován. 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

Asociativní učení

Podmíněné reflexy

Asociativní učení

Napodobování

Napodobování

Asociativní učení

Hra

Hra

Hra

Hra

Hra

Asociativní učení

Asociativní učení

Konrad Lorenz

Imprinting

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 vybavenbuď ve slovní formě (verbálně), nebo jako myšlenková představa(nonverbálně).

a) Sémantická paměť: obsahuje abstraktní informacejako jsou jména věcí a osob, čísla apod. Jednotlivé položky jsou ukládánynezávisle na kontextu i čase a jsou většinou vybavitelné ve verbální formě.Kapacita paměti je veliká, informace jsou uloženy dlouhodobě a jsouvětšinou 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 jednotlivýchanalyzátorů. 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): ukládáprogramy 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 Brocovocentrum.

b) Somatické a vegetativní podmíněné reflexy: obdoba motorické paměti, avšak s výkonnou složkou autonomního nervstva. Jsou také podkladem vysokého stupně integrity některých somatickýcha vegetativních funkcí.

c) Tvorba percepčních schémat: ukládá vzorce postupůpro zpracování určitých smyslových vjemů. Příkladem může být schopnost čtení (globální vnímání větších celků - slov, slovních spojení), naslouchánímluvenému projevu nebo hudbě. Podobně se vytvářejí i profesionálníschopnosti např. slyšet poruchu srdečních ozev, číst EKG, histologické obrazy apod.

Dlouhodobá paměť