MOTORISKE SYSTEMER. Introduksjon ARVID LUNDERVOLD INSTITUTT FOR BIOMEDISIN. 16 oktober 2017 MED3. Arvid Lundervold

Transkript

1 MOTORISKE SYSTEMER Introduksjon ARVID LUNDERVOLD INSTITUTT FOR BIOMEDISIN 16 oktober 2017 motorikk_intro_(a.lundervold)_ pptx

2 Tidsplan Nevrobiologi-delen av 14/ /

3 Temablokk 3 Motoriske systemer Auditorium 2, BBB, prof. dr. med Institutt for biomedisin Laboratorium for nevroinformatikk og bildeanalyse arvid.lundervold@biomed.uib.no 1 Ma 16/ :15-10:00 Introduksjon + Muskelfysiologi 12:15 14:00 Pasientdemo (motoriske system) 2 On 18/ :15-10:00 Ryggmargen og spinale reflekser + Motorisk kontroll og sentrale motoriske baner 3 Fr 20/ :15-10:00 Basalgangliene 4 On 25/ :15-12:00 Cerebellum 5 On 25/ :15-16:00 Kontroll av øyebevegelser + Oppsummering TBL Fr 27/ :15-15:00 TBL motoriske system (Aud. 2) Kurs okt. 17,18,19,20,23,24 10:15-16 Nerve/muskel

4 Andre forelesninger: Cerebrale funksjoner ANS: TBL Auditorium 2, BBB, prof. dr. med Institutt for biomedisin Laboratorium for nevroinformatikk og bildeanalyse 1 On 01/ :15-16:00 Cerebrale funksjoner: Thalamus/cortex 2 On 08/ :15-12:00 Cerebrale funksjoner: CNS-visualisering 3 To 09/ :15-12:00 Cerebrale funksjoner: Språk og hukommelse TBL Ti 14/ :15-14:00 TBL Autonome nervesystem (ANS) (Aud. 1) Ma 04/ :15 11:00 Spørretime (alle lærere) Ti 05/ :15 11:00 Spørretime (alle lærere) Fr 15/ :00 15:00 EKSAMEN (Digital)

5 Dobbelttime Temablokk 3 - Motoriske systemer: Momentliste / Litteratur 16/10 Introduksjon (Referanser til Brodal: Sentralnervesystemet, 5.utg, 2013) 16/10 Muskelfysiologi Brodal: Kap. 13 s ; Kap. 21 s. 304; , MEDOD1/Celle-1: Alberts, Bray & Hopkin (ABH). Essential Cell Biology, 4.utg, 2013, s (Sand et al. Menneskets fysiologi, 2.utg. 2014: Kap. 8 s ) 18/10 Ryggmargen og spinale reflekser Brodal, Kap. 6, s ; Kap. 21, s ; /10 Motorisk kontroll og sentrale motoriske baner Brodal: Kap. 22, s /10 Basalgangliene Brodal: Kap. 23, s /10a Cerebellum Brodal: Kap. 24, s /10b Kontroll av øyebevegelser Brodal: Kap. 25, s /10b Motoriske systemer oppsummering

6 Motoriske systemer: to move things is all that mankind can do, menneskekroppen inneholder mer enn 600 muskler for such the sole executant is muscle, whether whispering a syllable or felling a forest. Charles Sherrington, 1924

7 Ekstremt nedsatt motorisk kontroll hos pasienter med Parkinson s sykdom (PD) Klassiske symptomer på fremskreden PD - Fremlutende og stiv kroppsholdning - Postural instabilitet - Subbende gange - Hviletremor (3-6 Hz) - Maskeansikt (nedsatt mimikk) - Pille-trille fingerbevegelser I tillegg: - Bradykinesi (Parkinsons_disease.mov) - Tannhjuls-rigiditet (cogwheel rigidity) - On-Off fenomener - Evt. kognitiv svikt (PD-demens)

8 Basalganglier Assosiasjonsbark Cerebellum Områder i CNS som er betydelig involvert i kontroll av bevegelse Sykdom eller skade i en av disse strukturene vil kunne forårsake unormale bevegelser el. motilitetsforstyrrelser. Ikke svekket kraft Svekket kraft Thalamus Thalamus Upper motor neurons Svekket kraft (parese / paralyse) er fremtredende tegn bare hvis skaden er lokalisert til de nedre strukturer på figuren (eller rammer muskelfibrene selv). Lower motor neurons Muskel Nevro- Muskulær synapse Nolte (2007) Fig. 14-9

9 Funksjon til ulike strukturer i CNS som tar del i kontroll av bevegelse Cerebral cortex Cerebellum Finmotoriske ferdigheter (tale, hånd-finger kontroll) Medulla spinalis Basalganglier Protektive reflekser Gangmønster (lokomosjon) Ventilasjon Tygging Svelging Øyemotilitet Hjernestamme Spise og drikke (Fra Squire et al., 2003; Fig 28.5)

10 Funksjon til ulike strukturer i CNS som tar del i kontroll av bevegelse [ CPGs = Central Pattern Generator networks ] Cerebral cortex Cerebellum Finmotoriske ferdigheter (tale, hånd-finger kontroll) Medulla spinalis Basalganglier Protektive reflekser Gangmønster (lokomosjon) Ventilasjon Tygging Svelging Øyemotilitet Hjernestamme Lokalisering av nettverk (CPGs) som koordinerer ulike motoriske mønstre i vertebrater. Spise og drikke (Fra Squire et al., 2003; Fig 28.5) Ryggmargen inneholder nettverk for gange (lokomosjon) og beskyttende reflekser.

11 Funksjon til ulike strukturer i CNS som tar del i kontroll av bevegelse [ CPGs = Central Pattern Generator networks ] Finmotoriske ferdigheter (tale, hånd-finger kontroll) Protektive reflekser Gangmønster (lokomosjon) Ventilasjon Tygging Svelging Øyemotilitet Lokalisering av nettverk (CPGs) som koordinerer ulike motoriske mønstre i vertebrater. Spise og drikke (Fra Squire et al., 2003; Fig 28.5) Hjernestammen innholder nettverk for respirasjon, tygging, svelging, og sakkadiske øyebevegelser.

12 Funksjon til ulike strukturer i CNS som tar del i kontroll av bevegelse [ CPGs = Central Pattern Generator networks ] Finmotoriske ferdigheter (tale, hånd-finger kontroll) Hypothalamus Protektive reflekser Gangmønster (lokomosjon) Ventilasjon Tygging Svelging Øyemotilitet Lokalisering av nettverk (CPGs) som koordinerer ulike motoriske mønstre i vertebrater. Hypotalamus i forhjernen inneholder sentra som regulering spising og drikking. Disse områder kan koordinere en sekvensiell aktivering av ulike nettverk (kfr. ANS) Spise og drikke (Fra Squire et al., 2003; Fig 28.5) Feks. hvis væskeinntaks-nettverket blir aktivert vil organismen (dyret) starte å se etter vann og forflytte seg mot vannkilden, posisjonere seg og starte å drikke, og dyret vil fortsette å drikke så lenge stimuleringen av det hypotalmske området er vedvarende. Dette er et eksempel på rekruttering av ulike nettverk i en adferdsmessig hensiktsmessig rekkefølge.

13 Funksjon til ulike strukturer i CNS som tar del i kontroll av bevegelse [ CPGs = Central Pattern Generator networks ] Hypothalamus Lokalisering av nettverk (CPGs) som koordinerer ulike motoriske mønstre i vertebrater. Hypotalamus i forhjernen inneholder sentra som regulering spising og drikking. Disse områder kan koordinere en sekvensiell aktivering av ulike nettverk (kfr. ANS) Feks. hvis væskeinntaks-nettverket blir aktivert vil organismen (dyret) starte å se etter vann og forflytte seg mot vannkilden, posisjonere seg og starte å drikke, og dyret vil fortsette å drikke så lenge stimuleringen av det hypotalmske området er vedvarende. Dette er et eksempel på rekruttering av ulike nettverk i en adferdsmessig hensiktsmessig rekkefølge.

14 Funksjon til ulike strukturer i CNS som tar del i kontroll av bevegelse [ CPGs = Central Pattern Generator networks ] Finmotoriske ferdigheter (tale, hånd-finger kontroll) Protektive reflekser Gangmønster (lokomosjon) Ventilasjon Tygging Svelging Øyemotilitet Lokalisering av nettverk (CPGs) som koordinerer ulike motoriske mønstre i vertebrater. Ryggmargen inneholder nettverk for gange (lokomosjon) og beskyttende reflekser. Spise og drikke (Fra Squire et al., 2003; Fig 28.5) Hjernestammen innholder nettverk for respirasjon, tygging, svelging, og sakkadiske øyebevegelser. Hypotalamus i forhjernen inneholder sentra som regulering spising og drikking. Disse områder kan koordinere en sekvensiell aktivering av ulike nettverk. Feks. Hvis væskeinntaks-nettverket blir aktivert vil organismen (dyret) starte å se etter vann og forflytte seg mot vannkilden, posisjonere seg og starte å drikke, og dyret vil fortsette å drikke så lenge stimuleringen av det hypotalmske området er vedvarende. Dette er et eksempel på rekruttering av ulike nettverk i en adferdsmessig hensiktsmessig rekkefølge. Cerebral cortex er viktig, spesielt for finmotorisk koordinering av muskler som styrer hånd, fingre og talen.

15 Motoriske system: refleksive, rytmiske og voluntære bevegelser Refleksive og rytmiske bevegelser blir produsert av stereotypiske mønstre av muskelkontraksjoner (kf. Central Pattern Generator networks) Voluntære bevegelser er målrettet og forbedres gjennom praksis og øvelse som et resultat av feedback og feed-forward mekanismer. Voluntære bevegelser følger psykofysiske prinsipper Voluntære bevegelser har visse invariante egenskaper og styres av motoriske programmer (e.g. trappe-program initialiseres av første trappetrinn) Reaksjonstid varierer med mengde informasjon som prosesseres. Voluntære bevegelser kan fremme hurtighet på bekostning av nøyaktighet kfr. *) *) Thinking fast and slow (Daniel Kahneman, 2011): - intuitiv (tankeprosess uten anstrengelse og uten bevisthet om prosessen bak, magefølelse ) - analytisk (tankeprosess som er kontrollert, anstrengende og tidkrevende)

16 I kurset skal vi se at: Muskelkontraksjon styres av myoelektrisk aktivitet - EMG Registreringselektroder (muskel-aksjonspotensialer) Forsterker Bear et al. (2007) Fig Biceps og triceps er antagonistiske muskler (fleksjon vs. ekstensjon i albuleddet)