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大脑对运动行为控制的理论研究

2020-07-04 624 上传者：管理员

摘要：大脑对运动行为控制有关的理论研究是呈动态发展的,在之前的数十年中,功能解剖学持续得到了深入,使得大脑皮层中的功能区定位也愈加清晰,特别是运动控制。对于大脑皮层运动区域有关的概念而言,除以往所熟知的初级运动区(M1)之外,又发展得到了次级运动区这一概念。

关键词：
人体大脑
人类学
控制
毫秒级定时
运动行为
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1、前言

虽然模块化的观点能够给予大脑行为控制的许多关键见解,但是,有研究人员指出了,其具有较多的局限性。在当代,神经科学处于更高的水平上进行了大范围的大脑网络分析与研究,并逐步认知到人类大脑处理信息是借助不相同的大脑回路来进行的。认识、感知等都是分布于大脑中不相同区域整合交流而得的结果。大脑在空间方面是彼此相隔较远的不相同区域,借助一种十分迅速且同步化的大脑信号来进行交流。这一新兴提出的大脑网络理论,把大脑运动行为控制于原有功能区有关的理论又朝前推了一步。

2、M1、次级运动区的定位与其功能

M1也叫做一次运动区,在Brodmann分区的第4区,其十分核心的功能就是执行动作,将来自于大脑其余部分中的动作程序指令变换为信号,这类信号编码各类动作,比如,肌肉收缩、肌肉收缩力量的大小与其时间的长短等。次级运动区就是相对于M1、与高级运动中的组织与执行间相关的运动功能区的统称,也可以叫做二次运动区[1]。

2.1辅助运动区(SMA)

(1)定位:最开始SMA处于大脑半球内侧面额叶的后部,其也具有躯体功能性定位,由其前方至后方排列,具有颜面、头部、上肢、躯干、下肢的支配区域,但是,各个区域间的界限不够显著。在进行了许多正电子发射计算机断层显像(PET)、功能性磁共振成像(FMRI)有关的分析与研究后,最终,定位在额上回中后部大脑半球的内侧面上。

(2)功能:处于PET、FMRI下,对脑功能区的激发情况进行观察后发现了,在完成各类简单的动作期间,对侧辅助运动区被激发,但是,对比M1血流量的改变更少;在各类复杂的动作中,除了对侧一次运动区被激发之外,双侧SMA也被激发;而在各类假想的复杂运动中,M1没有被激发,SMA被激发,pre-SMA相对来说被激发[2]。所以,考虑到SMA的功能主要就包括了:运动与语言的启动;运动皮质区的传入与传出偶联;借助记忆组织更为复杂的运动序列等。

2.2前辅助运动区(pre-SMA)

(1)定位:对于灵长类动物而言,其SMA主要就包括了SMA吻部(也可以被叫做pre-SMA)与SMA尾部[也可以被叫做辅助运动区固有部(SMA-proper)]。所以,在大脑半球额叶的内侧面从前至后依次是PF、pre-SMA、SMA-proper。

(2)功能:在将要发生动作的准备过程中,pre-SMA放电对比SMA-proper更为频繁,同时,SMA-proper对比M1更早。对比SMA-proper细胞而言,pre-SMA细胞在响应指令信号而变换运动计划与校正运动期间,具有短暂性活动。在这两类情况中,包含了一个选择的过程,由此证实了,pre-SMA与运动准备间相关。所以,pre-SMA、SMA-proper都能够在高级运动中发挥出控制的作用。而pre-SMA倾向于运动记忆,主要就包括了感觉辨别、判断、运动的选择与其学习,而SMA-proper在运动的启动与执行中发挥出了十分关键的作用。

2.3运动前区(PM)

(1)定位:在额上回后部半球外侧面上、中央前回的前方,即为Brodmann6区。

(2)功能:是锥体外系皮质区。运动前区受损患者无法依据视觉、听觉、触觉的刺激而进行相应的肢体动作,而对于正常人而言,可以借助运动记忆来完成。由此证实了,运动前区在感觉条件的运动学习中发挥出了十分关键的作用。另外,运动前区的外侧面与中部在受损后,会破坏运动的节律,使得双手交互运动的失用更为显著。

3、大脑对运动行为的控制程序

在动机系统形成运动的动机,激活皮层连合区,明确运动的形式,比如,对于记忆诱导运动,会把冲动传至SMA与基底节,编制或是提储运动程序;对于视觉诱导运动,把冲动传至运动前区与小脑,将视觉空间信息所构成的坐标变换为运动坐标,也极有可能是两类运动形式都兼具,让加入的中枢部分增加。以上冲动通过大量的神经元联系到M1,构成运动指令而传出。

4、结束语

综上,在功能区理论中,各类运动功能区作为组成大脑网络的核心要素,怎样更为高效、准确、迅速地组织有关功能区进行更为复杂的运动控制、感觉运动整合,都是由大脑网络选择性地完成。任一可以提升大脑神经元的时间分辨力(毫秒级)方式,都能够提升神经元效率,进而增强了大脑网络各个不相同功能区之间的交流与同步化,最终,实现了对运动的控制及调节。

参考文献:

[1]高轶,赵玲娜,廖利民.大脑控制膀胱储尿功能的静息态功能核磁成像研究[J].中华泌尿外科杂志,2017,38(11):824-828.

[2]杨祥云,李占江,夏明睿,罗佳,郭志华,杨晓婕,刘竞,姚淑敏,马云,王鹏翀.认知行为治疗对强迫症患者认知控制网络功能连接的影响[J].中华精神科杂志,2018,51(5):309-315.

蔺勇,周卫星,赵晓欢,邱俞.人体大脑毫秒级定时及对运动行为的控制研究[J].临床医药文献电子杂志,2020,7(39):191.