MOTORISKE SYSTEMER. Oppsummering ARVID LUNDERVOLD INSTITUTT FOR BIOMEDISIN. 25 oktober 2017 MED3. Arvid Lundervold

Transkript

1 MOTORISKE SYSTEMER Oppsummering ARVID LUNDERVOLD INSTITUTT FOR BIOMEDISIN 25 oktober 2017 motorikk_oppsummering_(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 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

5 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

6 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

7 Interaksjon mellom ulike motoriske sentra Motoriske ferdigheter (skilled movements) valg av motorprogrammer ( action selection ) Reléstasjon CS Kroppsstilling (posture) Øyebevegelser Motorisk koordinering og korreksjon 1 2 RS VS RbS Muskel-bevegelse og kontraksjon Spinale reflekser Bevegelse / gange (locomotion) (Squire et al., 2003; Fig 28.8) Summarizing scheme of the interaction between different motor centers. The different major compartments of the motor system and their main pathways for interaction are indicated. The basic functions of the different compartments and descending tracks are summarized to the left and below the scheme. CS, corticospinal; RbS, rubrospinal; VS, vestibulospinal; RS, reticulospinal.

8 Momentliste Muskelfysiologi (skjelettmuskel) - Makroskopisk og mikrostrukturell oppbygging av skjelettmuskel. - Motorisk enhet; motoneuron pool. - Motorisk endeplate, nevromuskulær transmisjon, endeplatepotensial. - Eksitasjon-kontraksjonskopling; "sliding filament model", actin-myosin-atp- interaksjonen; rigor mortis. - Muskelspoler struktur og funksjon; alfa-gamma-koaktivering, dynamiske og statiske reseptorer. - Kontraksjonsmåter og mekaniske egenskaper; aktive- og passive komponenter - Muskeltonus; spastisitet, rigiditet.

9 Momentliste Muskelfysiologi (forts.) - Fibertyper (raske, fast twitch, hvite, type 2; langsomme, slow twitch, røde, type 1). - Gradering av muskelkraft: rekruttering og fyringsfrekvens; size principle of recruitment, twitch, tetanus. - Lengde-kraft-diagram; tensjon-hastighet-diagram. - Elektromyografi (EMG). - Sykdom og skade i muskel og i nevromuskulær transmisjon (defekt i nevromuskulær transmisjon: myasthenia gravis; nevrogene muskelsykdommer: ALS).

10 Momentliste Ryggmargen og spinale reflekser - Ryggmargens oppbygning og prinsipper; celle-søyler og laminae; alfa- og gamma-motonevroner; internevroner; nedstigende og oppstigende baner; spinalnerver; blodforsyning. - Komponenter og egenskaper ved en spinal refleks. - Noen enkle og viktige reflekser (fleksjonsrefleksen, strekkerefleksen, patellarrefleksen, krysset ekstensorrefleks). - Monosynaptiske- og polysynaptiske reflekser; kortlatens- og langlatensstrekkerefleks; resiprok inhibisjon; rekurrent inhibisjon. - Hvordan spinale reflekser kan danne motoriske mønstre. - Hvordan reflekser kan modifiseres av konvergerende og divergerende signaler. - Betydningen av spinale reflekser for symptomer og kliniske funn ved sykdommer; perifer- og sentral parese. Regenerasjon av motoriske aksoner etter nerveskade.

11 Momentliste Motorisk kontroll og sentrale motoriske baner - Hierarkisk organisering av motoriske systemer; somatotopi - Pyramidebanen (tractus corticospinalis): utspring, forløp og funksjon - Nedstigende baner til ryggmargen fra hjernestammen: indirekte kortikospinale signalveier (kortiko-retikulospinale baner); tektospinale baner; vestibulospinale baner; rubrospinale baner - Kontroll av automatiske bevegelser: postural kontroll, gangbevegelser; rytmegeneratorer - Motoriske barkområder (M1, PMA, SMA, pre-sma) og kontroll av viljestyrte bevegelser; funksjonell organisering av motorisk korteks; innlæring av bevegelser; speilnevroner; beredskapspotensial - Transkraniell magnetstimulering (TMS) - Kliniske symptomer ved avbrytelse av sentrale motoriske baner: negative og positive symptomer; plantarrefleksen; spasmer; spastisitet; spinalt sjokk; kapsulær hemiplegi

12 Momentliste Basalgangliene Espen Dietrichs. Bevegelsesforstyrrelser og basalganglienes funksjon. Tidsskrift for Den Norske Legeforening nr. 17, 2008; 128: Strukturer som inngår i basalgangliene, lokalisasjon, morfologisk organisering og intern struktur; hovedtyper av nevroner i basalgangliene - Afferente og efferente forbindelser av basalgangliene og deres nevrotransmittere; virkning av dopamin i striatum - Funksjonelt forskjellige kretser i cortico-striato-pallido-thalamo-corticale forbindelser ( CSPTC loop ); direkte og indirekte signalveier fra korteks gjennom basalgangliene; nucleus subthalamicus - Ventrale striatum, nucleus accumbens; avhengighetsadferd, belønningsbaner - Basalganglienes blodforsyning - Basalganglienes oppgaver: planlegging, læring, kopling av emosjon og motivasjon/belønning til bevegelser, action selection ; kognitiv funksjon - Sykdommer som rammer basalgangliene; Parkinsons sykdom (PD), Huntingtons sykdom (HD), Tourettes syndrom (TS). Symptomer: tremor, ballisme, dystoni, tics, kognitiv svikt.

13 Momentliste Cerebellum - Bygning, morfologisk organisering, intern / histologisk struktur (kfr. eget histologikurs) - Cerebellums tre funksjonelle deler: spino-cerebellum, vestibulo-cerebellum, cerebro-cerebellum; somatotopi - Hovedtyper av afferente forbindelser til cerebellum og deres nevrotransmittere - Cerebellar korteks; klatrefibre og mosfibre; celletyper og nevrotransmittere i cerebellumbarken; enkle og komplekse spikes i Purkinjeceller; cerebellar langtidsdepresjon (LTD) - Cerebellums efferente forbindelser; cerebellarkjernene - Cerebellums rolle for motorisk læring og for kognitive funksjoner: cerebellum som computer, tidsteorien, Marr-Albus-Ito teorien for motorisk læring - Cerebellums blodforsyning - Symptomer og funksjonsutfall ved sykdom og (lokaliserte) skader i cerebellum: nystagmus; ataksi; dysmetri; intensjonstremor; cerebellar hypotoni; kognitiv svikt

14 Kontroll av øyebevegelser Momentliste - Ytre øyemuskler og deres innervasjon; øyemotilitet - Seks typer øyebevegelser (5 konjugerte + vergens) og nevronale kontrollsystemer - Sakkader og følgebevegelser - Miniatyrbevegelser av øynene: tremor, drift og mikrosakkader i visuell persepsjon; Troxle effekten - Den vestibulo-okulære refleks - Sentre i hjernestammen for vertikale og horisontale blikkbevegelser - Kortikal kontroll av øyebevegelser; frontale øyefelt (FEF), det supplementære øyefelt (SEF), dorsolateral prefrontal korteks (DLPFC), bakre parietal-korteks, area MT (V5) og middle superior temporal area (MST); fiksasjonssenter i frontallappen

15 I kurset så 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)

16 Kurs: Nerve-muskel