Primær motorisk cortex

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 8. juli 2019; checks kræver 4 redigeringer .
primær motorisk cortex

Primær motorisk cortex ( Brodmann område 4 )

Den primære motoriske cortex er markeret med grønt.
En del Cerebral cortex
Kataloger
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Primær motorisk cortex eller primær motorisk cortex ( eng.  Primær motorisk cortex ) er et område af den motoriske cortex lokaliseret i den midterste del af den præcentrale gyrus ved siden af ​​den centrale sulcus . Svarer til det cytoarkitektoniske felt af Brodmann 4 og den kaudale del af feltet 6 . Indeholder Betz-celler og andre motoriske neuroner, hvis axoner når segmenterne af rygmarven . En af hovedfunktionerne i den primære motoriske cortex er kontrollen af ​​frivillige diskrete bevægelser udført af muskelgrupper.

I den primære motoriske cortex er der en topografisk repræsentation af forskellige områder af kroppen ( cortical homunculus ) i en omvendt form, fra benene (toppen af ​​halvkuglen) til munden (nedre del af halvkuglen). Den primære motoriske cortex på hver halvkugle styrer musklerne på den modsatte side af kroppen. Overfladearealet af regionerne i den primære motoriske cortex, der kontrollerer de forskellige dele af kroppen, er ikke proportional med den fysiske overflade af disse dele, men med antallet og kompleksiteten af ​​deres motoriske reaktioner. På grund af dette er omkring 3/4 af hovedvolumenet af den primære motoriske cortex optaget af repræsentationen af ​​mindre (efter vægt), men udfører subtile ikke-stereotypiske bevægelser af musklerne i hænder, fingre, ansigtsmuskler, læber, tunge [1] .

Sammen med den primære er der også en sekundær motorisk cortex, som omfatter den præmotoriske cortex og det ekstra motoriske område .

Struktur

Den primære motoriske cortex er placeret langs den forreste væg af den centrale sulcus og strækker sig også anteriort fra den centrale sulcus til den præcentrale gyrus . Den forreste del af den primære motoriske cortex grænser op til den laterale del af den præmotoriske cortex . Den centrale sulcus adskiller den primære motoriske cortex fra den primære somatosensoriske cortex , som er placeret langs bagvæggen af ​​den centrale sulcus. Ventralt er den primære motoriske cortex afgrænset af insulaen , dorsalt strækker den sig til den øvre del af halvkuglen og fortsætter derefter på den mediale overflade af halvkuglen.

Histologisk adskiller regionen af ​​den primære motoriske cortex sig fra andre regioner i nærvær af Betz-celler . Lag V af den primære motoriske cortex indeholder gigantiske (70-100 mikron ) pyramidale neuroner , som kaldes Betz-celler. Axonerne af disse neuroner går til de kontralaterale motoriske kerner i kranienerverne og de nedre motoriske neuroner i de forreste horn i den grå substans i rygmarven . Betz-cellernes dendritter når det molekylære overfladelag, disse neuroners axoner overfører information til de basale ganglier, hjernestammen og rygmarven og danner corticospinalkanalen. Det skal bemærkes, at Betz-celler kun udgør en lille del af corticospinalkanalen - omkring 10% af alle neuroner i den primære motoriske cortex [2] og omkring 2-3% af det totale volumen af ​​den kortikale projektion for rygmarven [3] . På trods af en lille andel af Betz-celler i det samlede volumen af ​​neuroner i den motoriske cortex, er de en tydelig markør, der præcist bestemmer den primære motoriske cortex [4] .

Pathways

Cirka 30 % af fibrene i pyramidalkanalen stammer fra lag V i den primære motoriske cortex (felt 4), yderligere 30 % stammer fra den præmotoriske cortex ( felt 6 ) og det supplerende motoriske område, hvor stimulussignaler går forud for bevægelse, og de resterende 40% fra somatosensoriske områder ( parietallap , felt 3, 2, 1 ).

Klinisk betydning

Læsioner af den præcentrale gyrus forårsager lammelse af en bestemt gruppe muskler på den modsatte side af kroppen (ansigtslammelse, monoparese af arm eller ben, hemiparese).

Bevægelseskodning

Evarts [5] foreslog, at hver neuron i den motoriske cortex bidrager til muskelanstrengelse. Ifølge hans teori svarede mere neuronal aktivitet i den motoriske cortex til mere muskelanstrengelse.

Georgopoulos og kolleger [6] [7] [8] foreslog, at "muskulær anstrengelse" er for simpel en beskrivelse af den motoriske cortex' funktion. De undersøgte neuronernes aktivitet i abers hjerner under udførelsen af ​​forskellige bevægelser og fandt ud af, at hver neuron i den motoriske cortex var mest aktiv under en bestemt retning af håndbevægelse og var mindre aktiveret under bevægelser i andre, tilstødende retninger. Baseret på dette konkluderede de, at påvirkningen af ​​neuroner i den motoriske cortex er opsummeret, hvilket resulterer i, at en bestemt bevægelsesretning beregnes.

Hypotesen om, at motoriske cortex-neuroner koder for bevægelsesretningen, har modtaget blandede anmeldelser i det videnskabelige samfund. Scott og Kalaska [9] viste, at hver neuron i den motoriske cortex er mere forbundet med ledbevægelse eller muskelanstrengelse end med bevægelsesretning. Schwartz og kolleger [10] viste, at motoriske mora-neuroner er tæt forbundet med hastigheden af ​​håndbevægelser. Strik og kollegaer [11] fandt ud af, at nogle neuroner i den motoriske cortex fyrede i forbindelse med muskelanstrengelse, mens andre neuroner i samme cortex fyrede som reaktion på bevægelsesretningen i rummet. Todorov [12] foreslog, at mange mulige sammenhænge mellem neuroner og typer af håndbevægelser er forbundet med muskel "kontrol", hvor bevægelsesparametre er forbundet med muskelanstrengelse.

I det hele taget forbliver de parametre, der bestemmer den nøjagtige mekanisme for bevægelseskodning af den motoriske cortex, genstand for diskussion og forskellige hypoteser.

Nogle fremskridt med at forstå mekanismerne for funktion af den motoriske cortex er opnået i undersøgelsen af ​​gnaverhjernen. Således kan den motoriske cortex hos gnavere, ligesom den hos primater , indeholde separate områder, der er ansvarlige for forskellige typer motoriske handlinger [13] [14] . For eksempel er et af områderne i den motoriske cortex ansvarlig for den rytmiske kontrol af vibrissae [13] [15] [16] . Neuronerne i dette område er forbundet med en specifik subkortikal kerne, hvor den centrale generator af ordnet aktivitet koordinerer den cykliske rytme af vibrissa-bevægelse. Denne kerne sender motoriske kommandoer til de muskler, der bevæger vibrissae.

Yderligere billeder

Se også

Noter

  1. Erofeev N.P. Centralnervesystemets fysiologi. Tutorial. - Moskva: SpecLit, 2017. - S. 146. - ISBN 78-5-299-00841-8.
  2. Rivara CB, Sherwood CC, Bouras C., Hof PR Stereologisk karakterisering og rumlige distributionsmønstre af Betz-celler i den menneskelige primære motoriske cortex  //  The Anatomical Record Part A: Discoveries in Molecular, Cellular, and Evolutionary Biology : journal. - 2003. - Bd. 270 , nr. 2 . - S. 137-151 . - doi : 10.1002/ar.a.10015 . — PMID 12524689 .
  3. Lassek, A. M. Abens pyramidekanal  //  J. Comp. Neurol. : journal. - 1941. - Bd. 74 . - S. 193-202 . - doi : 10.1002/cne.900740202 .
  4. Erofeev N.P. Centralnervesystemets fysiologi. Tutorial. - Moskva: SpecLit, 2017. - S. 145-146. — ISBN 78-5-299-00841-8.
  5. Evarts, EV Relation mellem aktivitet i pyramidekanalen og kraft, der udøves under frivillig bevægelse  //  J. Neurophysiol. : journal. - 1968. - Bd. 31 , nr. 1 . - S. 14-27 . — PMID 4966614 .
  6. Georgopoulos, AP, Kalaska, JF, Caminiti, R. og Massey, JT Om forholdet mellem retningen af ​​todimensionelle armbevægelser og celleudladning i primatmotorisk cortex  //  J. Neurosci. : journal. - 1982. - Bd. 2 , nr. 11 . - S. 1527-1537 . — PMID 7143039 .
  7. Georgopoulos AP, Kettner, RE og Schwartz, AB Primatmotorisk cortex og frie armbevægelser til visuelle mål i tredimensionelt rum. II. Kodning af bevægelsesretningen af ​​en neuronal population  (engelsk)  // J. Neurosci. : journal. - 1988. - Bd. 8 , nr. 8 . - S. 2928-2937 . — PMID 3411362 .
  8. Georgopoulos AP, Schwartz, AB og Kettner, RE Neuronal populationskodning af bevægelsesretning   // Videnskab . - 1986. - Bd. 233 , nr. 4771 . - S. 1416-1419 . - doi : 10.1126/science.3749885 . — PMID 3749885 .
  9. Scott, S.H.; Kalaska, JF Ændringer i motorisk cortex-aktivitet under nå-bevægelser med lignende håndbaner, men forskellige armstillinger  //  J. Neurophysiol. : journal. - 1995. - Bd. 73 , nr. 6 . - S. 2563-2567 . — PMID 7666162 .
  10. Moran, DW; Schwartz, AB Motorisk kortikal repræsentation af hastighed og retning under at nå  //  J. Neurophysiol. : journal. - 1999. - Bd. 82 , nr. 5 . - P. 2676-2692 . — PMID 10561437 .
  11. Kakei, S., Hoffman, D. og Strick, P. Muskel- og bevægelsesrepræsentationer i den primære motoriske cortex  //  Science : journal. - 1999. - Bd. 285 , nr. 5436 . - S. 2136-2139 . - doi : 10.1126/science.285.5436.2136 . — PMID 10497133 .
  12. Todorov, E. Direkte kortikal kontrol af muskelaktivering i frivillige armbevægelser: en model  // Nat Neurosci  : journal  . - 2000. - Vol. 3 , nr. 4 . - S. 391-398 . - doi : 10.1038/73964 . — PMID 10725930 .
  13. 1 2 Haiss, F.; Schwarz, C. Rumlig adskillelse af forskellige former for bevægelseskontrol i knurhårrepræsentationen af ​​rotte primære motoriske cortex  //  J. Neurosci. : journal. - 2005. - Bd. 25 , nr. 6 . - S. 1579-1587 . - doi : 10.1523/JNEUROSCI.3760-04.2005 . — PMID 15703412 .
  14. Ramanathan, D., Conner, JM og Tuszynski, MH En form for motorisk kortikal plasticitet, der korrelerer med genopretning af funktion efter hjerneskade  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 2006. - Bd. 103 , nr. 30 . - S. 11370-11375 . - doi : 10.1073/pnas.0601065103 . — PMID 16837575 .
  15. Brecht, M., Schneider, M., Sakmann, B. og Margrie, TW Whisker-bevægelser fremkaldt ved stimulering af enkelte pyramideceller i rottemotorisk cortex  //  Natur: journal. - 2004. - Bd. 427 , nr. 6976 . - S. 704-710 . - doi : 10.1038/nature02266 . — PMID 14973477 .
  16. Cramer, N.P.; Keller, A. Kortikal kontrol af en piskende central mønstergenerator  //  J. Neurophysiol. : journal. - 2006. - Bd. 96 , nr. 1 . - S. 209-217 . - doi : 10.1152/jn.00071.2006 . — PMID 16641387 .

Links