Primär motorisk cortex

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 8 juli 2019; kontroller kräver 4 redigeringar .
primär motorisk cortex

Primär motorisk cortex ( Brodmann område 4 )

Den primära motoriska cortexen är markerad med grönt.
Del Hjärnbarken
Kataloger
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Primär motorisk cortex , eller primär motorisk cortex ( eng.  Primär motorisk cortex ) är ett område av den motoriska cortex lokaliserad i den mitt-bakre delen av den precentrala gyrusen intill den centrala sulcusen . Motsvarar det cytoarkitektoniska fältet hos Brodmann 4 och den kaudala delen av fältet 6 . Innehåller Betz-celler och andra motorneuroner vars axoner når segmenten av ryggmärgen . En av huvudfunktionerna hos den primära motoriska cortex är kontrollen av frivilliga diskreta rörelser utförda av muskelgrupper.

I den primära motoriska cortexen finns en topografisk representation av olika delar av kroppen ( cortical homunculus ) i en inverterad form, från benen (överst på hemisfären) till munnen (nedre delen av hemisfären). Den primära motoriska cortexen på varje halvklot styr musklerna på motsatt sida av kroppen. Ytarean av regionerna i den primära motoriska cortexen som styr de olika delarna av kroppen är inte proportionell mot den fysiska ytan av dessa delar, utan mot antalet och komplexiteten av deras motoriska svar. På grund av detta är cirka 3/4 av huvudvolymen i den primära motoriska cortex upptagen av representationen av mindre (i vikt), men utför subtila icke-stereotypiska rörelser av musklerna i händer, fingrar, ansiktsmuskler, läppar, tunga [1] .

Tillsammans med den primära finns också en sekundär motorisk cortex, som inkluderar den premotoriska cortexen och det extra motoriska området .

Struktur

Den primära motoriska cortexen är belägen längs den centrala sulcusens främre vägg och sträcker sig även anteriort från den centrala sulcusen till den precentrala gyrusen . Den främre delen av den primära motoriska cortexen gränsar till den laterala delen av den premotoriska cortexen . Den centrala sulcusen separerar den primära motoriska cortexen från den primära somatosensoriska cortexen , som är belägen längs den centrala sulcusens bakre vägg. Ventralt begränsas den primära motoriska cortexen av insulan , dorsalt sträcker den sig till den övre delen av halvklotet och fortsätter sedan på den mediala ytan av halvklotet.

Histologiskt skiljer sig regionen i den primära motoriska cortex från andra regioner i närvaro av Betz-celler . Lager V i den primära motoriska cortexen innehåller gigantiska (70-100 mikron ) pyramidala neuroner , som kallas Betz-celler. Axonerna i dessa neuroner går till de kontralaterala motoriska kärnorna i kranialnerverna och de nedre motorneuronerna i de främre hornen i den grå substansen i ryggmärgen . Betz-cellers dendriter når det molekylära ytskiktet, axonerna i dessa neuroner överför information till basalganglierna, hjärnstammen och ryggmärgen, och bildar kortikospinalkanalen. Det bör noteras att Betz-celler endast utgör en liten del av kortikospinalkanalen - cirka 10% av alla neuroner i den primära motoriska cortex [2] och cirka 2-3% av den totala volymen av den kortikala projektionen för ryggmärgen [3] . Trots en liten andel Betz-celler i den totala volymen av neuroner i motorbarken är de en tydlig markör som bestämmer exakt den primära motoriska cortexen [4] .

Pathways

Ungefär 30 % av fibrerna i pyramidkanalen har sitt ursprung i lager V i den primära motoriska cortex (fält 4), ytterligare 30 % kommer från den premotoriska cortex ( fält 6 ) och det kompletterande motoriska området, där stimulussignaler föregår rörelse, och de återstående 40% från somatosensoriska områden ( parietallob , fält 3, 2, 1 ).

Klinisk betydelse

Lesioner av den precentrala gyrusen orsakar förlamning av en viss grupp muskler på motsatt sida av kroppen (ansiktsförlamning, monopares av arm eller ben, hemipares).

Rörelsekodning

Evarts [5] föreslog att varje neuron i den motoriska cortexen bidrar till muskelansträngning. Enligt hans teori motsvarade mer neuronal aktivitet i den motoriska cortex mer muskelansträngning.

Georgopoulos och kollegor [6] [7] [8] föreslog att "muskulär ansträngning" är en alltför enkel beskrivning av hur den motoriska cortexen fungerar. De studerade neuronernas aktivitet i apors hjärnor under utförandet av olika rörelser och fann att varje neuron i den motoriska cortexen var mest aktiv under en specifik handrörelse och var mindre aktiverad under rörelser i andra, angränsande riktningar. Baserat på detta drog de slutsatsen att påverkan av neuroner i den motoriska cortexen summeras, vilket resulterar i att en viss rörelseriktning beräknas.

Hypotesen att motoriska cortexneuroner kodar för rörelseriktningen har fått blandade recensioner i det vetenskapliga samfundet. Scott och Kalaska [9] visade att varje neuron i den motoriska cortexen är mer associerad med ledrörelser eller muskelansträngning än med rörelseriktningen. Schwartz och kollegor [10] visade att motoriska mora-neuroner är nära besläktade med hastigheten på handrörelser. Strik och kollegor [11] fann att vissa neuroner i motorbarken avfyrade i samband med muskelansträngning, medan andra neuroner i samma cortex avfyrade som svar på rörelseriktningen i rymden. Todorov [12] föreslog att många möjliga samband mellan neuroner och typer av handrörelser är associerade med muskel "kontroll", där rörelseparametrar är associerade med muskelansträngning.

På det hela taget förblir parametrarna som bestämmer den exakta mekanismen för rörelsekodning av den motoriska cortex föremål för diskussion och olika hypoteser.

Vissa framsteg i att förstå mekanismerna för funktion av den motoriska cortex har uppnåtts i studien av gnagarhjärnan. Således kan den motoriska cortexen hos gnagare, som den hos primater , innehålla separata områden som är ansvariga för olika typer av motoriska handlingar [13] [14] . Till exempel är ett av områdena i den motoriska cortex ansvarig för den rytmiska kontrollen av vibrissae [13] [15] [16] . Neuronerna i detta område är anslutna till en specifik subkortikal kärna, där den centrala generatorn av ordnad aktivitet koordinerar den cykliska rytmen av vibrissarörelse. Denna kärna skickar motoriska kommandon till musklerna som rör vibrissae.

Ytterligare bilder

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Erofeev N.P. Centrala nervsystemets fysiologi. Handledning. - Moskva: SpecLit, 2017. - P. 146. - ISBN 78-5-299-00841-8.
  2. ↑ Rivara CB, Sherwood CC, Bouras C., Hof PR Stereologisk karakterisering och rumsliga distributionsmönster av Betz-celler i den mänskliga primära motoriska cortex  //  The Anatomical Record Part A: Discoveries in Molecular, Cellular and Evolutionary Biology : journal. - 2003. - Vol. 270 , nr. 2 . - S. 137-151 . - doi : 10.1002/ar.a.10015 . — PMID 12524689 .
  3. ↑ Lassek, A.M. Apans pyramidvägar //  J.  Comp . Neurol. : journal. - 1941. - Vol. 74 . - S. 193-202 . - doi : 10.1002/cne.900740202 .
  4. ↑ Erofeev N.P. Centrala nervsystemets fysiologi. Handledning. - Moskva: SpecLit, 2017. - S. 145-146. — ISBN 78-5-299-00841-8.
  5. ↑ Evarts, EV Relation mellan aktivitet i pyramidkanalen och kraft som utövas under frivillig rörelse  //  J. Neurophysiol. : journal. - 1968. - Vol. 31 , nr. 1 . - S. 14-27 . — PMID 4966614 .
  6. ↑ Georgopoulos, AP, Kalaska, JF, Caminiti, R. och Massey, JT Om förhållandet mellan riktningen för tvådimensionella armrörelser och cellurladdning i primats motoriska cortex  //  J. Neurosci. : journal. - 1982. - Vol. 2 , nr. 11 . - P. 1527-1537 . — PMID 7143039 .
  7. ↑ Georgopoulos AP, Kettner, RE och Schwartz, AB Primatmotorisk cortex och fria armrörelser till visuella mål i tredimensionellt rymd. II. Kodning av rörelseriktningen av en neuronal population  (engelska)  // J. Neurosci. : journal. - 1988. - Vol. 8 , nr. 8 . - P. 2928-2937 . — PMID 3411362 .
  8. ↑ Georgopoulos AP, Schwartz, AB och Kettner, RE Neuronal populationskodning av rörelseriktning   // Vetenskap . - 1986. - Vol. 233 , nr. 4771 . - P. 1416-1419 . - doi : 10.1126/science.3749885 . — PMID 3749885 .
  9. ↑ Scott, S.H.; Kalaska, JF Förändringar i motorisk cortexaktivitet under räckande rörelser med liknande handbanor men olika armställningar  //  J. Neurophysiol. : journal. - 1995. - Vol. 73 , nr. 6 . - P. 2563-2567 . — PMID 7666162 .
  10. ↑ Moran, DW; Schwartz, AB Motorisk kortikal representation av hastighet och riktning under att nå  //  J. Neurophysiol. : journal. - 1999. - Vol. 82 , nr. 5 . - P. 2676-2692 . — PMID 10561437 .
  11. ↑ Kakei, S., Hoffman, D. och Strick, P. Muskler och rörelserepresentationer i den primära motoriska cortex  //  Science : journal. - 1999. - Vol. 285 , nr. 5436 . - P. 2136-2139 . - doi : 10.1126/science.285.5436.2136 . — PMID 10497133 .
  12. ↑ Todorov, E. Direkt kortikal kontroll av muskelaktivering i frivilliga armrörelser: en modell  // Nat Neurosci  : journal  . - 2000. - Vol. 3 , nr. 4 . - s. 391-398 . - doi : 10.1038/73964 . — PMID 10725930 .
  13. ↑ 1 2 Haiss, F.; Schwarz, C. Spatial segregation av olika lägen för rörelsekontroll i morrhårsrepresentationen av råttas primära motoriska cortex  //  J. Neurosci. : journal. - 2005. - Vol. 25 , nr. 6 . - P. 1579-1587 . - doi : 10.1523/JNEUROSCI.3760-04.2005 . — PMID 15703412 .
  14. ↑ Ramanathan, D., Conner, JM och Tuszynski, MH En form av motorisk kortikal plasticitet som korrelerar med återhämtning av funktion efter hjärnskada  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 2006. - Vol. 103 , nr. 30 . - P. 11370-11375 . - doi : 10.1073/pnas.0601065103 . — PMID 16837575 .
  15. ↑ Brecht, M., Schneider, M., Sakmann, B. och Margrie, TW Morrhårsrörelser framkallade genom stimulering av enstaka pyramidceller i råttmotorisk cortex  //  Natur: journal. - 2004. - Vol. 427 , nr. 6976 . - s. 704-710 . - doi : 10.1038/nature02266 . — PMID 14973477 .
  16. ↑ Cramer, N.P.; Keller, A. Kortikal kontroll av en vispande central mönstergenerator  //  J. Neurophysiol. : journal. - 2006. - Vol. 96 , nr. 1 . - S. 209-217 . - doi : 10.1152/jn.00071.2006 . — PMID 16641387 .

Länkar