Схема кортико-спинального тракта (А), расположения красного ядра и руброспинального тракта (Б), расположения ретикулярных ядер моста и вестибулярных ядер продолговатого мозга (В)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ПРИ ПОДГОТОВКЕ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

Учебная дисциплина	“ФИЗИОЛОГИЯ”
Модуль № 1	“ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ”
Содержательный модуль №4	Роль центральной нервной системы (ЦНС) в регуляции двигательных функций.
Тема практического занятия №9	Исследование роли ствола мозга в регуляции двигательных функций организма.
Курс	2-й
Факультет	Медицинский

 

Киев – 2006

1.Актуальность темы:

Задний и средний мозг образуют ствол головного мозга. Этот отдел ЦНС имеет как сегментарные (двигательные и парасимпатические ядра черепных нервов), так и надсегментарные (двигательные ядра и ядра регуляции висцеральных функций) механизмы регуляции.

Поражение в участке ствола головного мозга приводят к нарушению регуляции как двигательных, так и висцеральных функций организма.

2.Учебные цели:

Ø Анализировать механизмы влияния структур переднего мозга и ствола мозга на активность моторных систем спинного мозга.

Ø Делать выводы о состоянии двигательных функций организма - мышечного тонуса, позы, локомоций, двигательных рефлексов, что имеют место после поперечного перереза на разных уровнях ЦНС и повреждения двигательных структур.

Ø Делать выводы о роли ведущих путей ЦНС в обеспечении двигательных функций.

Базовый уровень подготовки

Студенты имеют навыки из предыдущих учебных дисциплин:

Названия предыдущих дисциплин	Получены навыки
Анатомия человека	Анализировать информацию о строении тела человека, систем,, что его составляют, органах и ткаяхи
Гистология, цитология, эмбриология	Интерпретировать микроскопическую и субмикроскопическую структуру клеток
Медицинская биология	Объяснять закономерности проявлений жизнедеятельности человеческого организма на молекулярно-биологическом и клеточном уровнях.

Задание для самостоятельного работы во время подготовки к практическому занятию

Перечень основных терминов, параметров, характеристик, которые должен усвоить студент при подготовке к практическому занятию

Срок	Определение
Поза антигравитации	Поза, для которой характерно увеличение тонуса мышц- разгибателей конечностей и туловища, благодаря этому туловище человека или животного поднимается над поверхностью земли против силы земного притяжения.
Децеребрационная ригидность	Увеличение тонуса мышц-разгибателей конечностей и туловища после поперечного разреза ствола мозга между задним и средним мозгом.

Теоретические вопросы

1) Виды сенсорной информации, которые поступают в задний и средний мозг. Вестибулярный аппарат, условия раздражения отолитовых и ампулярных вестибулорецепторов.

2) Ретикулярная формация ствола головного мозга, механизмы поддержки ее постоянного тонуса. Восходящие и нисходящие пути ретикулярной формации и их влияния.

3) Роль заднего мозга в обеспечении позы тела. Явление децеребрацинной ригидности. Шейные и вестибулярные рефлексы положения. Значение этих рефлексов и роль заднего мозга в их осуществлении.

4) Двигательные рефлексы среднего мозга. Роль среднего мозга в обеспечении позы тела и ориентации организма в окружающей среде.

Практические работы.

1) Определение роли вестибулярного аппарата в обеспечении двигательных функций организма.

2) Исследование стволовых установочных позных рефлексов у морской свинки.

3) Исследование статокинетических рефлексов на вращение у человека.

Содержание темы

Мотонейроны спинного мозга и нейроны двигательных ядер черепных нервов- это общий конечный путь к скелетным мышцам. Именно на этих мотонейронах конвергируют сигналы из разных уровней ЦНС и приходят афФерентными путями от рецепторов. Нервные пути, которые передают сигналы мотонейронам, выполняют три взаимосвязанных функции: 1) сигнализируют о произвольной активности; 2) готовят позу тела к устойчивому состоянию для движения; 3) координируют действия разных мышц для осуществления плавных и точных движений. Программа произвольных движений формируется в структурах мозга, а команды поступают к мышцам по пирамидному пути (кортико-спинальному), корково-ядерным, корково-ретикулярным и другим.

Ствол мозга состоит из продолговатого мозга, моста и среднего мозга и содержит двигательные и чувствительные ядра, выполняющие моторные и сенсорные функции для лица и головы тем же путем, которым спинной мозг выполняет эти же функции по отношению к шее, туловищу и конечностям. В то же время ствол мозга выполняет множество специальных функций (в частности, функции контроля некоторых висцеральных функций, позы равновесия, движения глаз) и служит как бы узловой станцией для «командных сигналов» от высших центров. В контроле над движениями тела и его равновесием важную роль играют вестибулярные и ретикулярные ядра ствола мозга.

 

Ретикулярные ядра. Их подразделяют на ретикулярные ядра моста и ретикулярные ядра продолговатого мозга. Эти две системы ядер функционируют антагонистично друг к другу: ядра моста активируют мотонейроны, которые иннервируют антигравитационные мышцы (экстензоры), ядра продолговатого мозга тормозят их.

Ретикулярные ядра моста передают возбуждающие сигналы в спинной мозг через мосторетикулоспинальный тракт, локализованный в переднем столбе спинного мозга. Волокна этого тракта активируют мотонейроны спинного мозга, которые посылают активирующие импульсы к мотонейронам спинного мозга, которые иннервируют разгибательные мышцы конечностей. Ретикулярные ядра моста имеют высокую возбудимость. Дополнительно они получают возбуждающие импульсы как от вестибулярных ядер, так и от глубоких ядер мозжечка. Таким образом, активирующая ретикулярная система моста вызывает активацию антигравитационных мышц всего тела.

Ретикулярные ядра продолговатого мозга передают тормозящие сигналы к тем же антигравитационным нейронам спинного мозга, но через другой путь ретикулоспинальный тракт продолговатого мозга, расположенный в боковых столбах спинного мозга. Ретикулярные ядра продолговатого мозга получают коллатерали из кортикоспинального тракта, руброспинального тракта и других двигательных путей. Нормальная активность тормозной ретикулярной системы продолговатого мозга поддерживает равновесие с участием активирующей системы ретикулярной формации моста, в результате мускулатура тела не имеет избыточного напряжения. Команды из верхних отделов мозга могут прервать тормозное влияние системы продолговатого мозга, когда мозгу необходимо возбуждение системы моста для контроля вертикального положения тела. Возбуждение ретикулярной системы продолговатого мозга может затормозить мотонейроны антигравитационных мышц (экстензоров) в тех случаях, когда нужно выполнять какие-то движения.

Активирующие и тормозящие ретикулярные ядра - обязательная часть контролирующей системы, которой управляют сигналы из моторной коры; кроме того, эти ядра создают основной уровень тонического сокращения для противостояния силам гравитации и могут тормозить отдельные группы мышц для обеспечения других функций.

Вестибулярные ядра функционально связаны с ретикулярными ядрами моста, они активируют мотонейроны антигравитационных мышц. Латеральные вестибулярные ядра передают сильные возбуждающие сигналы через латеральный и медиальный вестибулоспинальный путь к мотонейронам, которые иннервируют мышцы-экстензоры. Без участия вестибулярных ядер ретикулярная система моста значительно ослабляет свое активирующее влияние на гравитационную мускулатуру шеи, спины, верхних и нижних конечностей. Специфическая роль вестибулярных ядер заключается в селективном контроле возбуждающих сигналов, которые поступают с вестибулярного аппарата к разным антигравитационным мышцам для поддержки равновесия.

 

Схема кортико-спинального тракта (А), расположения красного ядра и руброспинального тракта (Б), расположения ретикулярных ядер моста и вестибулярных ядер продолговатого мозга (В)

Красное ядро среднего мозга функционирует во взаимодействии с кортикоспинальным трактом, имея тесные связки с моторной корой (корково-красноноядерные волокна), мозжечком, ретикулярной формацией, оливой. От гигантских клеток красного ядра отходят аксоны, образующие руброспинальный тракт. Волокна этого пути заканчиваются преимущественно на вставочных нейронах промежуточной зоны серого вещества спинного мозга, но часть аксонов контактирует непосредственно с мотонейронами спинного мозга.

В гигантоклеточной части красного ядра (как и в моторной коре) представлены все мышцы тела, стимуляцией этого отдела можно получить одиночные и групповые сокращения мышц. Кортикоруброспинальный путь служит дополнительным маршрутом для передачи относительно дискретных сигналов из моторной коры в спинной мозг. Если разрушены кортикоспинальные волокна и сохранены кортикоруброспинальные пути, дискретные движения частично сохраняются, но тонкие движения пальцев и кисти существенно нарушаются. Так, блокада кортикоруброспинальных путей нарушает двигательную активность мышц в области запястья. Кортикоспинальный и руброспинальный тракты располагаются в боковых столбах спинного мозга, контролируют более дистальные мышцы конечностей и вместе составляют латеральную двигательную систему спинного мозга. Вестибулоретикулоспинальная система лежит медиальный в спинном мозге и эта система называется медиальной двигательной системой спинного мозга.

А. Роль ствола мозга в регуляции позы и мышечного тонуса

Для выяснения механизмов роли основных структур ствола мозга в регуляции позы и мышечного тонуса применяют в экспериментах на животных метод перерезок мозга на разных уровнях ЦНС.

Так разрез ствола мозга между задним и средним мозгом у кошек приводит к возникновению децеребрацонной ригидности - повышению тонуса мышц-экстензоров (конечностей, туловища, шеи) в силу того, что преобладают активирующие влияния латеральных вестибулярных ядер Дейтерса через вестибулоспинальные пути преимущественно на гамма-мотонейроны мышц экстензоров. В то же время, тормозные влияния на мотонейроны мышц-экстензоров практически отсутствуют, потому что красные ядра, которые их осуществляют, находятся выше линии перерезки. Повышение тонуса мышц-экстензоров лежит в основе позы антигравитации.

У мезенцефального животного, где есть баланс между активирующими и тормозными влияниями на спинальные мотонейроны, поза является нормальной.