Роль базальных ядер в регуляции двигательных функций

Базальные ядра, которые принимают участие в регуляции двигательных функций, - это полосатое тело (corpus striatum), бледный шар (globus palidum), субталамические ядра и структура среднего мозга - черная субстанция (substancia nigra).

Они модулируют исходные сигналы через таламус к моторной коре, что обеспечивает планирование и начало плавных движений.

Много синаптических связей является тормозными, выделяется в них нейромедиатор ГАМК.

 

Схема строения базальных ядер и контроль двигательных функций: А. Контроль приобретенных двигательных навыков. Б. Сознательное планирование движений. В. Нейромедиаторы. 1 - премоторная и дополнительная зоны коры; 2 – первичная моторная кора; 3 – префронтальная кора; 4 – сомато-сенсорная кора; 5 – переднемедиальное и переднелатеральное ядра таламуса; 6 – субталамическое ядро; 7 – черное вещество; 8 – хвостатое ядро; 9 – скорлупа; 10 – бледный шар.

Важное место, которое определяет физиологичную роль базальных ядер, занимают две нейронных системы - скорлупы и хвостатого ядра

Нейронная система скорлупы. Скорлупа имеет входы преимущественно из прилегающих к первичной моторной коре областей, но не из самой первичной моторной коры. Выходы из системы скорлупы осуществляются в основном в первичную моторную кору, премоторную и дополнительную моторную области. Одно из главных заданий базальных ядер (в частности скорлупы) при осуществлении двигательного контроля является контроль комплексных стереотипов двигательной деятельности (например, написание букв алфавита).

Нейронная система хвостатого ядра. Хвостатое ядро получает много информации из ассоциативных областей коры, которая интегрирует разные виды сенсорной и моторной информации, чтобы формировать программы стереотипных движений. Из коры сигналы поступают в хвостатое ядро, потом передаются в бледный шар, оттуда в релейные ядра таламуса и опять поступают обратно в префронтальную, премоторную и дополнительную моторные области коры. Анатомические особенности системы хвостатого ядра находят объяснение в его функции: хвостатое ядро играет важную роль в сознательном (когнитивному) контроле двигательной активности. Действительно, большинство наших двигательных актов возникают в результате обдумывания их и сопоставлении с информацией, имеющейся в памяти.

Нейромедиаторы базальных ядер. Взаимодействие между нейронами базальных ядер осуществляют разные нейромедиаторы:

- Дофамин (дофаминергическая система черного вещества и полосатого тела) обеспечивает синаптическую передачу из черного вещества в хвостатое ядро и скорлупу.

- ГАМК (ГАМК–эргическая система полосатого тела, бледного шара и черного вещества) обеспечивает сигнализацию из хвостатого ядра и скорлупы в бледный шар и черное вещество.

- Ацетилхолин (холинергическая система полосатого тела) реализует передачу из коры в хвостатое ядро и скорлупу.

- Норадреналн, серотонин, энкефалин обеспечивают синаптическую передачу от нейронов ствола мозга к базальным ядрам.

- Глутамат, возбудительный нейромедиатор обеспечивает баланс взаимодействия разных нервных клеток в контексте эффектов тормозных нейромедиаторов, дофамина и серотонина.

Повреждение базальных ядер:

- бледного шара

- возникает неспособность поддерживать устойчивую позу;

- субталамических ядер

- исчезает торможение двигательных структур с контралатеральной стороны;

- следствием этого является большая амплитуда движений (гемибализм);

- полосатого тела

- исчезает торможение двигательных структур;

следствием этого является возникновение быстрых, длительных и некоординированных движений;

Черной субстанции

- вызывает деструкцию допаминергических нейронов из-за того, что уменьшается концентрация возбуждающего медиатора - допамина, преобладают очень активные тормозные пути от полосатого тела к бледному шару; следствием этого является возникновение таких симптомов, которые имеют место у людей с болезнью Паркинсона:

а) ригидность

б) тремор

в) уменьшение произвольных движений

Материалы для самоконтроля

6.1. Дайте ответы на вопрос:

1) У человека наблюдаются астения, мышечная дистония и нарушение равновесия. Какой из отделов ЦНС поражен? Какие еще симптомы можно обнаружить у человека, если это предположение правильно.

2) У человека наблюдаются гипокинезия и тремор в состоянии покоя. О повреждении какого отдела ЦНС можно говорить? Какие еще симптомы можно обнаружить у человека, если это предположение правильно.

3) Какие рефлекторные реакции на звук и свет можно дополнительно обнаружить у собаки и кошки? Сравнить с реакциями, которые наблюдаются у мезенцефальных животных. Почему?

4) Какие двигательные рефлекторные реакции можно дополнительно обнаружить у стриарных собаки и кошки, мартышки? Сравнить с реакциями, которые наблюдаются у таламических животных. Почему?

6.2.Выберите правильный ответ:

1.В эксперименте установлено, что в ответ на растяжение мышцы наблюдается ее рефлекторное сокращение. Раздражение каких рецепторов вызывает эту рефлекторную реакцию?

1. Сухожильные рецепторы Гольджи
2. Мышечные веретена.
3. Суставные рецепторы
4. Тактильные рецепторы
5. Болевые рецепторы

2.В эксперименте на животном сделали перерез мозга между определенными отделами ЦНС и наблюдали ослабление мышечного тонуса, а также отсутствие антигравитационной позы. Между какими отделами мозга сделан перерез?

1. Задним и средним
2. Задним и спинным
3. Передним и средним
4. Передним и промежуточным
5. Мозжечком и передним

3.У больного с нарушением мозгового кровообращения в участке продолговатого мозга при обследовании обнаружили усиление тонуса мышц-сгибателей на фоне снижения тонуса мышц-разгибателей. В каких структурах мозга возникло раздражение, которое привело к этим изменениям?

1. Вестибулярные ядра
2. Красные ядра
3. Черное вещество
4. Бледный шар
5. Четверохолмия

4.Во время вращения на карусели у ребенка наблюдалось увеличение частоты сердечных сокращений, тошнота, увеличилось потовыделение. Раздражение каких рецепторов привело к этим реакциям?

1. Вестибулярных преддверия
2. Вестибулярных полукружных каналов
3. Проприорецепторов мышц шеи.
4. Зрительных
5. Слуховых

5.В результате разрушения определенных структур ствола мозга животное потеряло ориентировочные рефлексы в ответ на сильные звуковые раздражители. Какие из вышеприведенных структур были разрушены?

1. Передние холмики четверохолмия
2. Задние холмики четверохолмия
3. Красные ядра
4. Черное вещество
5. Вестибулярные ядра

6.Котенка положили на спину, однако он рефлекторно возвращает голову теменем кверху. Раздражение каких рецепторов приводит к такой рефлекторной реакции

1. Вестибулорецепторы полукружных каналов
2. Вестибулорецепторы преддверия
3. Зрительные рецепторы
4. Слуховые рецепторы
5. Проприорецепторы мышц шеи

7.У собаки во время нейрохирургической операции на мозжечке удалили флокулонодулярный отдел с червем. К каким изменениям мышечного тонуса это приведет?

1. Усиление тонуса мышц разгибателей
2. Усиление тонуса мышц сгибателей
3. Ослабление тонуса мышц разгибателей
4. Тонус мышц не изменился
5. Ослабление тонуса мышц сгибателей

8.Морская свинка находится на дощечке, которую опускают вниз. Как изменится тонус мышц конечностей, и какой из приведенных нервных путей его обеспечит?

1. Усилится тонус мышц-разгибателей, вестибулоспинальный
2. Ослабится тонус мышц-разгибателей, ретикулоспинальный
3. Усилится тонус мышц-сгибателей, вестибулоспинальный
4. Ослабится тонус мышц-сгибателей, руброспинальный
5. Ослабится тонус мышц-сгибателей, кортикоспинальный

9.Во время нейрохирургической операции у пациента раздражали затылочный отдел коры левого полушария. Какие нарушения вероятнее всего будут наблюдаться?

1. Зрительной функции справа
2. Зрительной функции слева
3. Слуха справа
4. Слуха слева
5. Обоняния

10.В результате кровоизлияния в мозг у обследуемого потеряна возможность выполнения точных движений пальцами рук. Какой из приведенных нервных путей наиболее вероятно поврежден?

1. Кортикоспинальный
2. Кортикоруброспинальный
3. Кортикоретикулоспинальный
4. Кортиковестибулоспинальный
5. Тектоспинальный

Описание практических работ