H11 Flashcards
Motorisch systeem
Taak grote hersenen voor beweging
Initiëren van beweging
Motorisch systeem
Taak hersenstam voor beweging
Soort-specifieke bewegingen (fijne motoriek)
Motorisch systeem
Taak ruggenmerg voor beweging
Uitvoeren van bewegingen
Belangrijkste motor-ondersteunende hersengebieden:
- Basal ganglia ‘basale kernen’ –> reguleren kracht van bewegingen (e.g. bij het grijpen of vastpakken van een mok)
- Cerebellum ‘kleine hersenen’ –> reguleren de timing en accuratesse
Corticale controle
3 stadia van uitvoeren van bewegingen
Planning (prefrontale cortex)
Organisatie (premotorische cortex)
UItvoering (primaire motorische cortex M1)
3 stadia van uitvoeren van bewegingen
Planning –> prefrontale cortex (PFC)
* Specificeren van doel en beslissen om beweging uit te gaan voeren
Organisatie –> premotorische cortex
* Specificeren en organiseren van complementaire bewegingen ‘motor sequenties’ die nodig zijn om het plan uit te voeren
Uitvoering –> primaire motorische cortex (M1)
* Vertalen van motor sequenties in motor opdrachten die verschillende bewegingen produceren (met name gespecialiseerd in focale bewegingen, e.g. beweging van armen, handen, mond)
Alle complexe bewegingen (e.g. praten, piano spelen, balsporten) vereisen organisatie, selectie en uitvoering van motor sequenties –> reeks voorgeprogrammeerde bewegingen die uitgevoerd worden als één set
NB: Een belangrijk aandeel van motorisch leren is het aanleren van motor sequenties
Motor sequenties
Voorgeprogrammeerde bewegingen die uitgevoerd worden als één set (complex gedrag)
Cortex simpele bewegingen
Primaire motor cortex en primaire sensorische cortex
Cortex reeks van bewegingen
Primaire motor cortex en primaire sensorische cortex en dorsaal premotorische cortex
Cortex complexe bewegingen
Primaire motor cortex (M1) en primaire sensorische cortex (S1)
- dorsaal premotorische cortex en:
- prefrontale cortex: doel
- temporale cortex: wat
- pariëtale cortex: hoe
Corticale controle over bewegingen
Corticale controle over bewegingen is hiërarchisch en parallel
* Hiërarchisch: prefrontaal –> premotor –> primaire motor cortex
* Parallel: plannen en uitvoeren van meerdere onafhankelijke bewegingen tegelijk
NB: dit is een erg simplistisch model. Meerdere neurale netwerken en subcorticale hersenstructuren zijn betrokken bij beweging, waaronder de basale ganglia, thalamus en het cerebellum
Spatiële codering
Topografische map –> motorische homunculus
Somatotopische organisatie
Elke plek van het lichaam heeft een specifieke locatie in het brein (homunculus)
- disproportioneel: Grote gebieden in M1 zijn voor precieze bewegingen (vingers, lippen, tong), niet voor grote ledenmaten
- Discontinue: Somatotopische organisatie is niet op volgorde
Grote ledematen aangestuurd door premotorische cortex
NB: de motor cortex bevat geen specifieke spierbewegingen maar een repertoire van fundamentele bewegingscategorieen
Neurale plasticiteit (somatotopisch)
De somatotopische organisatie in de (supplementaire) motorische cortex is flexibel
Neurale plasticiteit faciliteert:
* Motorisch leren
* Herstel na schade –> constraint-induced therapy
Tractus corticospinalis (‘corticospinal tract’)
Van motorische cortex naar ruggenmerg (efferent, output)
- Ontspringt in motorische cortex laag V
- Eindigt in anterieure/ventrale hoorn van ruggenmerg (piramidebaan)
- Axonen kruisen gedeelteliik in medulla (hersenstam)
Tractus corticospinalis lateralis
Van motorische cortex naar ruggenmerg (efferent, output)
- Kruist in de medulla (hersenstam)
- Naar contralaterale zijde (90%)
- Eindigt in laterale zijde van contralaterale anterieure hoorn
- Distale musculatuur (ledematen, vingers) –> voor ver weg van RM
Tractus corticospinalis ventralis
Van motorische cortex naar ruggenmerg (efferent, output)
- Kruist niet
- Ipsilateraal (10%)
- Eindigt in mediale zijde van ipsilaterale anterieure hoorn
- Proximale musculatuur (romp) –> voor dichtbij het RM
Vlinderachtige structuur
Grijze stof van de neuronen vormen een vlindervorm in de ruggenmerg
Centrale kanaal
Midden van het ruggenmerg, gevuld met cerebrospinale vloeistof
Anterieure hoorn
In de anterieure hoorn verbinden synapsen van:
* Tractus corticospinalis met interneuronen
* Interneuronen met motor neuronen
* Motor neuronen met spiervezels
Somatotopische organisatie in het ruggenmerg
- Tractus corticospinalis lateralis –> vooral laterale interneuronen en motorneuronen –> ledematen, vingers
- Tractus corticospinalis ventralis –> vooral mediale interneuronen en motorneuronen –> romp
Neuromusculaire synaps of ‘junctie’
- De (efferente) verbinding tussen motor neuronen vanuit het ruggenmerg en spiervezels
- Bevat motorische eindplaat
Spierbewegingen
- Neurotransmitter: acetylcholine
- Spieren van ledematen zijn georganiseerd in opponente paren: extensor (e.g. triceps) en flexor (e.g. biceps)
NB: verbindingen tussen interneuronen en motor neuronen zorgen voor samenwerking van spieren
* organiseren spierbewegingen
* wanneer de ene spier samentrekt, ontspant de andere
Basale Ganglia (spieren)
Moduleren de activiteit van corticale motorische hersengebieden
Bestaat uit de volgende kernen:
* Nucleus caudatus (‘nucleus met staart’)
* Putamen
* Globus pallidus (DBS bij parkinson –> handrem voor initiëren/inhiberen van bewegingen)
* Nucleus accumbens (beloning)
* Subthalamische nucleus
* Substantia nigra
NB: meestal niet de amygdala
Basale ganglia als volumeknop
De functie van de basale ganglia is als een “volumeknop” waarmee de kracht (amplitude) van bewegingen wordt geregeld (via globus pallidus int.)
Neurotransmitter: voornamelijk Dopamine (DA)
Te weinig kracht –> Hypokinesie
* Gebrek aan beweging (rigiditeit)
* Parkinson (substantia nigra)
Teveel kracht –> Hyperkinesie
* Excessief bewegen (onvrijwillig)
* Huntington (nucleus caudatus & putamen)
Hypokinesie
Te weinig kracht –> Hypokinesie
* Gebrek aan beweging (rigiditeit)
* Parkinson (substantia nigra)
Hyperkinesie
Teveel kracht –> Hyperkinesie
* Excessief bewegen (onvrijwillig)
* Huntington (nucleus caudatus & putamen)
Cerebellum (kleine hersenen, spieren)
De functies van het cerebellum hebben voornamelijk betrekking op de timing en accuratesse van bewegingen –> kritisch voor aanleren en uitvoeren van motor skills
Schade –> bal vangen is moeilijk
Somatotopische organisatie structuren
- Basis (‘flocculus’) –> oogbewegingen en balans
- Mediaal –> gezicht en romp
- Lateraal –> ledematen, handen, voeten en vingers
Intentie, actie, feedback model
Het Cerebellum — timing en accuratesse
Cerebellum vergelijkt beoogde actie met daadwerkelijk uitgevoerde actie, berekend eventuele discrepantie (‘error’) en informeert de (motorische) cortex hoe de beweging gecorrigeerd moet worden
Vestibulaire systeem
Betrokken bij motor functies die ons in staat stellen om lichaamsbalans te hanteren
Bevindt zich in het middenoor (nabij de cochlea), en bestaat uit twee groepen receptoren:
1. Halfcirkelvormige kanalen (‘booggangen’)
2. Otolieten (satolietorgaan)
Halfcirkelvormige kanalen (‘booggangen’)
- 3 kanalen –> 1 voor elke richting (3 dimensies)
- Bevatten vestibulaire haarcellen ‘trilhaartjes’
- Kanalen zijn gevuld met vloeistof: endolymphe
- Hoofdbewegingen bewegen deze vloeistof, waardoor de trilhaartjes buigen –> induceert actiepotentalen
- Functie: **oriëntatie van het hoofd: detecteren van
- veranderingen in hoofdbewegingen (rotatie)**
Temporele codering (zoals codering van amplitude van geluiden)
Otolieten (satolietorgaan)
- Utriculus, Sacculus
- Bevatten ook vestibulaire haarcellen ‘trilhaartjes’
- Gevuld met gelei-achtige substantie met kleine calcium carbonaat kristallen (otoconia)
- Kantelen van het hoofd drukt de gelei en kristallen tegen haarcellen, waardoor de trilhaartjes buigen en actiepotentalen worden gegenereerd
- Functie: oriëntatie van het lichaam: detecteren van veranderingen in richting en lineaire versnelling (acceleratie) in relatie tot zwaartekracht
Temporele codering (zoals codering van amplitude van geluiden)
Somatosensatie
Uniek sensorisch systeem (afferent) dat
door het hele lichaam gedistribueerd is en niet zoals visie, gehoor, smaak en geur gelokaliseerd is in het hoofd
Dichtheid van somatosensorische receptoren varieert sterk:
* Onbehaarde huid –> hoog sensitief (tong, lippen, handpalmen, voeten)
* Behaarde huid –> minder sensitief (armen, benen, rug)
Nociceptie
somatosensorische systeem
Irritatie
* Pijn, temperatuur, jeuk
Hapsis
somatosensorische systeem
Druk
* Aanraking en druk ‘tastzin’
Proprioceptie
somatosensorische systeem
Spierfeedback
* Perceptie van lichaamslocatie en beweging
Snel adapterende receptoren
somatosensorische systeem
Activeren neuronen wanneer stimulatie begint en eindigt –> registreren informatie over stimulus onset en offset (iets doen)
Langzaam adapterende receptoren
somatosensorische systeem
Activeren neuronen zolang de stimulatie aanwezig is –> registreren of een stimulus nog steeds voortduurt (weten dat je een bril draagt)
Sensomotorische weg van input
Somatosensorische neuronen projecteren vanuit de huid naar de posterieure hoorn van het ruggenmerg:
* Dendriet (receptor) in de huid (erg lang)
* Cellichaam (soma) in dorsale spinale ganglia (in grensstreng nabij het ruggenmerg)
* Axonen eindigen in posterieure hoorn van het ruggenmerg
NB: axonen van de dorsale spinale ganglia variëren in dikte en mate van myelinisatie.
Over het algemeen: Hapsis (tastzin) en proprioceptie –> dikker, sterk gemyeliniseerd (sneller)
Nociceptie (pijn, temperatuur, jeuk) –> dunner, minder sterk gemyeliniseerde axonen (langzamer)
BELANGRIJK
Tractus spinothalamicus dorsalis (posterieure tract)
Hapsis (aanraking, druk) en Proprioceptie (lichaamsperceptie)
* van ruggenmerg naar hersenstam via dorsale kolom
* kruist vervolgens naar contralaterale zijde in hersenstam
* via mediale lemniscus naar ventrolaterale thalamus naar S1
NB: alle somatosensorische tracten gaan uiteindelijk naar de cortex via de thalamus –> net als visuele en auditieve tracten
BELANGRIJK
Tractus spinothalamicus ventralis (anterieure tract)
Nociceptie (pijn, temperatuur, jeuk)
* eerst naar anterieure zijde van ruggenmerg
* kruist vervolgens naar contralaterale anterieure ruggenmerg
* via mediale lemniscus naar ventrolaterale thalamus naar S1
NB: alle somatosensorische tracten gaan uiteindelijk naar de cortex via de thalamus –> net als visuele en auditieve tracten
Kniereflex via ruggenmerg –> monosynaptisch reflex
- Aantikken van patellapees rekt quadriceps spier
- Rek-gevoelige receptoren projecteren rechtstreeks naar motor neuron in ruggenmerg
- Motor neuron stimuleert quadriceps om samen te trekken (reduceert rek en strekt onderbeen)
NB: De cortex is er niet bij betrokken –> zeer snelle reflex (—30 ms, hangt af van axon lengte)
Ander voorbeeld: terugtrekken van hand na aanraken van heet of koud object
* Eerst hand terugtrekken (ruggenmerg), daarna voel je pas of het warm was of koud (cortex)
NB: multi-synaptische reflexen zijn verantwoordelijk voor meer complexe ruggenmergreflexen die betrokken zijn bij e.g. staan en lopen
Pain gating theorie
- Probeert een verklaring te vinden voor het fenomeen dat acute (scherpe) pijn kan worden verminderd door over de pijnlijke plek te wrijven (‘overstemt’ de pijnsensatie)
- Kan ook een verklaring zijn voor ‘spelden en naalden gevoel’: verdoofd, tintelend of ‘slapend’ gevoel na te lang in dezelfde houding te hebben gezeten –> afknellen van bloedtoevoer deactiveert dikke gemyeliniseerde axonen voor tast en druk, maar Iaat ongemyeliniseerde axonen voor pijn ongemoeid
Gerefereerde pijn (uitstralende pijn)
Interne receptoren (organen) en uitwendige receptoren (op lichaam) delen hetzelfde pad naar de cortex: gerefereerde pijn (uitstralende pijn): pijn afkomstig uit een intern orgaan (e.g. hart) wordt uitwendig gevoeld (e.g. op linker schouder)
NB: Pijn is een zeer gecompliceerd onderwerp waarbij tal van invloeden een rol spelen, waaronder: neurotransmissie, hormonale invloeden, opwinding, emoties etc.
Periaqueductale
grijze massa
Interneuronen gebruiken endogene opioïden als inhiberende neurotransmitter
Stimulatie van periaqueductale grijze massa in het tegmentum (middenhersenen) kan pijnperceptie onderdrukken (pain gate)
Somatosensorische cortex
Primair (S1): Pariëtaal gebied 3, 1, 2
Secondair (S2): Pariëtaal gebied 5,7
Somatotopische representatie in de primaire somatosensorische cortex (S1) is georganiseerd in vier aparte corticale mappen ‘homunculi’ die bijv. als volgt reageren:
* een Vinger –> 3a, 3b
* meerdere vingers –> 1
* multimodale input –> 2
NB: grootte van het receptieve veld en informatieverwerking neemt ook toe van 3a, 3b –> 1 –> 2
BELANGRIJK
Laesie voor sensomotoriek
- Unilaterale laesies in de hersenstam, thalamus en cortex produceren globale somatosensorische uitvalsverschijnselen aan de contralaterale zijde
- Unilaterale laesies in de dorsale spinale ganglia produceren globale somatosensorische uitvalsverschijnselen in een specifiek deel van het lichaam (dermatoom) aan de ipsilaterale zijde
- Unilaterale laesies in het ruggenmerg produceren vanaf het punt van de laesie naar beneden:
- ipsilateraal verlies van hapsis en proprioceptie (kruisen in hersenstam)
- contralateraal verlies van nociceptie (kruist in ruggenmerg)
