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1、運(yùn)動(dòng)控制的生理心理,舒 丹,肌肉組織:在動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)中發(fā)揮作用 構(gòu)成: 由成束的具有收縮能力的長形肌纖維(細(xì)胞)構(gòu)成,是脊椎動(dòng)物體內(nèi)最豐富的組織。 功能: 維持機(jī)體和器官的運(yùn)動(dòng)。,第一節(jié) 骨骼肌的運(yùn)動(dòng)控制,肌肉及其運(yùn)動(dòng),每組只能向一個(gè)方向收縮 兩個(gè)不同方向運(yùn)動(dòng)時(shí)需要兩組作用相反的肌肉拮抗肌 例如 肘關(guān)節(jié) 屈肌組 前方 伸肌組 后方 膝關(guān)節(jié) 屈肌組 后方 伸肌組 前方,,通過骨骼杠桿作用完成動(dòng)作 平衡杠桿 寰枕關(guān)節(jié)仰頭、俯首 省力杠桿 踝關(guān)節(jié)抬足起步 速度杠桿 肘關(guān)節(jié)舉重運(yùn)動(dòng),,骨骼肌纖維分類 快肌:刺激產(chǎn)生快速收縮,易疲勞 奔跑、跳躍
2、爆發(fā)力 腓腸肌 慢肌:刺激產(chǎn)生慢收縮,不易疲勞 維持姿勢 耐力 比目魚肌 中間型:介于快慢肌之間 速度耐力,南京體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)系 徐凱,肌肉的微細(xì)結(jié)構(gòu),肌原纖維和肌小節(jié) 肌管系統(tǒng) 肌絲的分子組成,1-1,南京體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)系 徐凱,肌原纖維和肌小節(jié),1-1-1,南京體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)系 徐凱,肌管系統(tǒng),1-1-2,,南京體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)系 徐凱,肌絲的分子組成,,1-1-3,南京體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)系 徐凱,骨骼肌的收縮形式,肌肉產(chǎn)生力量并縮短,動(dòng)作,肌肉產(chǎn)生力量,但并未縮短,無動(dòng)作,向心收縮,等長收縮,1-5-1,南京體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)系 徐凱,,離
3、心收縮,肌肉收縮產(chǎn)生力量并同時(shí)被拉長,多關(guān)節(jié)等速評(píng)估訓(xùn)練裝置,整個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi),運(yùn)動(dòng)速度恒定,且肌肉收縮時(shí)產(chǎn)生的力量始終與阻力相等的肌肉收縮,等動(dòng)收縮,1-5-1,,南京體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)系 徐凱,骨骼肌不同收縮形式的比較,力量 相同速度:離心收縮等長收縮向心收縮 肌電 相同負(fù)荷:離心收縮向心收縮 代謝 輸出功率相同:離心收縮向心收縮 肌肉酸疼 離心收縮等長收縮向心收縮,1-5-2,本體感受器對(duì)肌肉的控制,肌梭:與梭外肌并聯(lián),被動(dòng)牽拉時(shí)梭內(nèi)肌拉長,對(duì)被動(dòng)牽拉敏感,對(duì)抗?fàn)坷?腱器官:與梭外肌串聯(lián) ,對(duì)肌肉主動(dòng)牽拉敏感,檢測肌肉張力。,,,,運(yùn)動(dòng)N元 梭外肌 運(yùn)動(dòng)N元 梭內(nèi)肌 梭外肌收
4、縮時(shí),肌梭抑制 -運(yùn)動(dòng)N興奮梭內(nèi)肌收縮、肌肉受牽 拉時(shí),肌梭興奮 ,,,運(yùn)動(dòng)單位及脊髓反射,運(yùn)動(dòng)單位:一個(gè)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元與它所支配的全部 肌纖維。 運(yùn)動(dòng)單位的肌肉參與動(dòng)作越精細(xì),包含的肌纖維數(shù)目越少 眼肌 3條 < 肱二頭肌 上百條,,隨意運(yùn)動(dòng):主觀意志支配的動(dòng)作,具有目 的性、方向性;參與調(diào)節(jié)的神經(jīng) 結(jié)構(gòu)眾多。 不隨意運(yùn)動(dòng):不受意識(shí)控制,無目的方向 性,保持姿勢。由錐體外系 和小腦系統(tǒng)調(diào)節(jié)。,,脊髓反射 牽張反射 多突觸反射,,(一)牽張反射 有神經(jīng)支配的骨骼肌受外力牽拉時(shí)產(chǎn)生的反射性收縮。 1. 位相性牽張放射 快
5、速牽拉肌腱引起的牽張反射。 2. 緊張性牽張反射 緩慢持續(xù)牽拉肌腱引起的牽張反射,維持姿勢。,反射?。籂坷∪饧∷笈d奮.f 脊髓運(yùn)動(dòng)N元興奮受牽肌肉收縮,,(二)多突觸反射 大多數(shù)脊髓反射較牽張反射復(fù)雜的多,涉及多個(gè)神經(jīng)元形成的突觸。 牽涉的神經(jīng)元越多,反射速度越慢。,,脊髓反射受高級(jí)中樞的下行調(diào)控環(huán)節(jié) 1.初級(jí)傳入纖維的末梢 2.中間神經(jīng)元水平 3.直接發(fā)生于運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元,第二節(jié) 運(yùn)動(dòng)的腦機(jī)制,,,參與運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)和產(chǎn)生的腦區(qū) 腦干、小腦、基底神經(jīng)節(jié)、運(yùn)動(dòng)皮質(zhì) 調(diào)節(jié)通路 錐體系管理骨骼肌隨意運(yùn)動(dòng) 錐體外系調(diào)節(jié)肌張力、協(xié)調(diào)肌活動(dòng),大腦皮質(zhì),運(yùn)動(dòng)控制的最高水平 組成部分 一級(jí)運(yùn)
6、動(dòng)皮質(zhì) 鄰近一級(jí)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)的腦區(qū) 腦到脊髓的聯(lián)系(錐體系),,一級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層 Brodmann 4區(qū), 交叉性支配 (頭面部多為雙側(cè)性) 機(jī)能代表區(qū)大小 與運(yùn)動(dòng)精細(xì)程度 呈正變關(guān)系 倒置機(jī)能定位 (頭面部局部正立),一級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層功能特征,,主要功能是控制和發(fā)起運(yùn)動(dòng)計(jì)劃:書寫 不支配個(gè)別肌肉的收縮:咳嗽、噴嚏等 一級(jí)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)受損引起以肢體遠(yuǎn)端肌肉強(qiáng)直為主的運(yùn)動(dòng)功能損害,不能完成精細(xì)運(yùn)動(dòng)。,,鄰近一級(jí)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)的腦區(qū) 前運(yùn)動(dòng)區(qū)和輔助運(yùn)動(dòng)區(qū):額葉6區(qū)和大腦半 球內(nèi)側(cè)面 運(yùn)動(dòng)的計(jì)劃和準(zhǔn)備 后頂葉皮質(zhì):頂葉5、7、39、40區(qū) 左側(cè)與語言信息加工有關(guān) 右側(cè)與空間位置信息有關(guān) 檢測軀
7、體與周圍世界的相對(duì)位置,,從腦到脊髓的聯(lián)系 背側(cè)束 腹側(cè)中間束 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)脊髓束 前庭脊髓束,錐體系,皮質(zhì)脊髓束 皮質(zhì)腦干束,,錐體系是管理骨骼肌隨意運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng),主要由上、下兩級(jí)神經(jīng)元組成。 上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的胞體主要位于中央前回和旁中央小葉前部,即錐體細(xì)胞;它們發(fā)出的軸突集聚成下行纖維束稱為錐體束。 其中下行至脊髓直接或間接終止于脊髓前角運(yùn)動(dòng)細(xì)胞的纖維束稱皮質(zhì)脊髓束;直接或間接止于腦神經(jīng)運(yùn)動(dòng)核的纖維束稱皮質(zhì)核束或皮質(zhì)腦干束。,,皮質(zhì)脊髓束 支配軀干、四肢的骨骼肌。 主要起于中央前回上2/3和中央旁小葉前部的錐體細(xì)胞的纖維內(nèi)囊后腳(后肢)、中腦、大腦腳、腦橋至延髓形成錐體大部分
8、纖維形成錐體交叉交叉后的纖維皮質(zhì)脊髓束逐節(jié)間接或直接終止于同側(cè)前角運(yùn)動(dòng)細(xì)胞。小部分沒交叉的纖維形成皮質(zhì)脊髓前束(此束只存在中胸節(jié)段以上)逐節(jié)交叉至對(duì)側(cè)間接或直接止于前角運(yùn)動(dòng)細(xì)胞,,皮質(zhì)腦干束 也稱皮質(zhì)核束或皮質(zhì)延髓束 支配頭面部骨骼肌主要起于中央前回下1/3的錐體細(xì)胞,纖維經(jīng)內(nèi)囊膝下降至腦干,陸續(xù)止于腦神經(jīng)軀體運(yùn)動(dòng)核。其中面神經(jīng)核下部(支配下部面?。┖蜕嘞律窠?jīng)只接受對(duì)側(cè)皮質(zhì)腦干束的支配,其余腦神經(jīng)軀體運(yùn)動(dòng)核均接受雙側(cè)皮質(zhì)腦干束的支配。,錐體外系,錐體系以外的控制骨骼肌活動(dòng)的傳導(dǎo)路,為多級(jí)神經(jīng)元鏈,涉及腦內(nèi)許多結(jié)構(gòu),主要包括大腦皮質(zhì)、紋狀體、紅核、黑質(zhì)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以及小腦等。它們之間有復(fù)雜的纖維
9、聯(lián)系,形成許多環(huán)路,最后主要通過紅核脊髓束和網(wǎng)狀脊髓束等影響脊髓前角細(xì)胞。 錐體外系主要功能是調(diào)節(jié)肌張力和協(xié)調(diào)肌的活動(dòng)等,在保持肌的協(xié)調(diào)和適宜的肌張力的情況下,錐體系得以進(jìn)行精細(xì)的隨意運(yùn)動(dòng)。,,皮質(zhì)新紋狀體蒼白球系 自大腦皮質(zhì)(主要是額葉)發(fā)出纖維至尾狀核和殼(錐體束也發(fā)側(cè)支至此核),尾狀核和殼發(fā)出的纖維主要止于蒼白球。蒼白球發(fā)出的纖維,穿過內(nèi)囊分別終于紅核、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、黑質(zhì)等處。由紅核、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)出的纖維,分別組成紅核脊髓束和網(wǎng)狀脊髓束,影響前角運(yùn)動(dòng)細(xì)胞的活動(dòng)。,,皮質(zhì)腦橋小腦系 大腦皮質(zhì)(額、頂、顳、枕葉)發(fā)出纖維,下行止于同側(cè)腦橋核,由此核發(fā)出纖維經(jīng)小腦中腳到對(duì)側(cè)小腦半球。小腦皮質(zhì)
10、在此接受到大腦皮質(zhì)的隨意運(yùn)動(dòng)信息,對(duì)這些信息整合后,小腦皮質(zhì)將沖動(dòng)傳至齒狀核,由此核發(fā)出纖維經(jīng)小腦上腳止于背側(cè)丘腦。由背側(cè)丘腦發(fā)出纖維投射到大腦皮質(zhì)軀體運(yùn)動(dòng)中樞。總之,大腦皮質(zhì)可通過皮質(zhì)腦橋小腦系提供信息給小腦,而小腦又反饋影響大腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)中樞,使隨意運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)、精細(xì)和準(zhǔn)確。,腦干,參與呼吸、循環(huán)、眼球運(yùn)動(dòng)、姿勢調(diào)節(jié)及多重反射性反應(yīng)在內(nèi)的廣泛性自主性運(yùn)動(dòng)功能; 對(duì)無意識(shí)參與的自身運(yùn)動(dòng)行為的控制; 腦干中有許多其他結(jié)構(gòu)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參與反射性活動(dòng); 接受來自小腦、基底神經(jīng)節(jié)、皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)等其他腦區(qū)投射的高級(jí)指令; 運(yùn)動(dòng)控制中脊髓以上的最低級(jí)中樞,高級(jí)腦區(qū)的運(yùn)動(dòng)纖維經(jīng)過腦干投射到脊髓,小腦,維持軀體平衡、
11、調(diào)節(jié)肌肉張力協(xié)調(diào)隨意運(yùn)動(dòng); 技巧性運(yùn)動(dòng)的獲得和建立過程中發(fā)揮運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)作用,,前庭小腦 控制軀體平衡和眼球運(yùn)動(dòng)(掃視) 損傷:站立不穩(wěn)、共濟(jì)失調(diào)步態(tài)、自發(fā)眼球震顫、雙眼掃視運(yùn)動(dòng)異常,,脊髓小腦 利用外周感覺反饋信息控制肌肉張力和調(diào)節(jié)進(jìn)行中的運(yùn)動(dòng)。 損傷:運(yùn)動(dòng)笨拙不準(zhǔn)確,共濟(jì)失調(diào)、辨距不良、意向性震顫。 指鼻試驗(yàn),,皮質(zhì)小腦 參與形成運(yùn)動(dòng)計(jì)劃、編制運(yùn)動(dòng)程序 損:不能做協(xié)調(diào)的精巧動(dòng)作,,小腦的運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)功能 小腦的其它功能,基底神經(jīng)節(jié),功能: 穩(wěn)定隨意運(yùn)動(dòng) 調(diào)節(jié)肌緊張 處理本體感 覺傳入信息,,基底神經(jīng)節(jié)損傷 1. 震顫或其他不自主運(yùn)動(dòng) 2. 姿勢與肌張力變化 3. 運(yùn)動(dòng)缺
12、乏或緩慢 運(yùn)動(dòng)少,肌張力增高帕金森病 運(yùn)動(dòng)多,肌張力降低舞蹈病,,基底神經(jīng)節(jié)與大腦皮質(zhì)之間的回路 1.皮質(zhì)新紋狀體蒼白球丘腦皮質(zhì)回路 2.皮質(zhì)新紋狀體蒼白球(外)丘腦底核蒼白球(內(nèi))丘腦皮質(zhì)回路 3.皮質(zhì)新紋狀體黑質(zhì)丘腦皮質(zhì)回路,第三節(jié) 運(yùn)動(dòng)障礙,,,運(yùn)動(dòng)障礙疾病,又稱錐體外系疾病。 由于基底神經(jīng)節(jié)功能紊亂造成 隨意運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)功能障礙,肌力、感覺及小腦功能不受影響 帕金森、亨廷頓病,帕金森病,以靜止性震顫、肌強(qiáng)直、運(yùn)動(dòng)遲緩和姿勢反射喪失為臨床特征的一組疾病。 發(fā)病由于中腦黑質(zhì)多巴胺神經(jīng)元病變或損傷引起原發(fā)性多巴胺缺損。正常健康狀態(tài)下,乙酰膽堿和多巴胺的效應(yīng)之間存在一種平衡狀態(tài)。患該病時(shí)多巴胺減少,打破平衡,膽堿能活性占優(yōu)勢;而其他神經(jīng)遞質(zhì),如5-羥色胺、去甲腎上腺素 ,也可能原發(fā)或繼發(fā)性地減少。,,發(fā)病因素 遺傳、環(huán)境、生活方式 治療 藥物、手術(shù),亨廷頓病,為基底節(jié)、紋狀體和大腦皮層的進(jìn)行性變性,系第4號(hào)染色體短臂上的常染色體顯性基因遺傳,臨床特征為進(jìn)行性舞蹈樣運(yùn)動(dòng)和癡呆。,