上运动神经元的结构与功能 |BICCN大脑细胞图谱计划
上运动神经元的结构与功能上运动神经元主要存在于运动皮层或脑干中,是神经系统中的重要组成部分,负责调控和协调身体的运动功能。
一、结构特点
上运动神经元位于大脑皮层或脑干内,其结构特点主要体现在以下几个方面:
细胞类型:上运动神经元主要为锥体神经元,特别是位于大脑皮层第五层的Betz细胞,这些细胞体积较大,具有较长的轴突。轴突投射:上运动神经元的轴突向下穿行于脊髓白质中,与下运动神经元形成连接。这种连接具有特殊的空间关系,即大脑皮层上运动神经元的轴突穿行于脊髓外侧白质区,与脊髓灰质外侧的下运动神经元进行协调;而脑干的上运动神经元则穿行于脊髓腹内侧的白质区域,负责协调前内侧脊髓灰质的下运动神经元。
二、功能作用
上运动神经元在调控和协调身体运动中发挥着至关重要的作用,主要体现在以下几个方面:
下行投射与运动调控:
上运动神经元通过皮质脊髓通路和皮质脑干通路向下投射,与下运动神经元形成连接,从而实现对运动的精细调控。
皮质脊髓通路主要调控手指等远端肢体的精细运动,而皮质脑干通路则主要调控面部、咀嚼等运动。
上运动神经元的轴突在脊髓白质中穿行时,会不断发出分支到对侧,形成双侧走行的神经通路,这种结构特点有助于保持身体的双侧平衡。
运动皮层的功能:
运动皮层是上运动神经元的重要组成部分,负责控制“大”运动,而不是单块肌肉的收缩。它像一个“司令员”,负责高级统筹和指挥,通过发出指令来协调整体的运动效果。
运动皮层具有“方向偏好”,即不同方向的运动会激活不同的运动皮层神经元。这种特性使得运动皮层能够更精确地控制身体的运动方向和幅度。
运动皮层还参与了下运动神经元的直接精细控制肌肉收缩机制的初始募集,即当需要执行某个动作时,运动皮层会首先激活相应的下运动神经元,使其产生肌肉收缩。
前运动皮层的作用:
前运动皮层位于原始运动皮层正前方,与运动控制有关。它包含Brodmann第6和第8区在内,与原始运动皮层存在间接和直接连接。
前运动皮层神经元在主导条件性运动任务时发挥重要作用。例如,当猴子被训练去根据外界环境来决定行进方向时,前运动皮层会整合视觉信息来初步筛选信号并传递给初级运动皮层的神经元,最后由初级运动皮层来决定实际的运动方案。
脑干运动中枢的功能:
脑干也是上运动神经元的重要组成部分,负责调节整体身体能力。它包含听神经核和脑干网状结构等重要结构。
听神经核接收听神经传入的感觉信息,来确立机体所处的环境位置,即“方位感”。然后,听神经核发出轴突下行到脊髓(有些会分支到对侧)去调整身体姿势、控制平衡等整体运动。
脑干网状结构对维持身体姿势也很重要,但其功能相对复杂一些。它主要通过广泛投射到下运动神经元来调节心血管系统、呼吸系统、眼球运动协调以及睡眠与觉醒等生理过程。
三、BICCN大脑细胞图谱计划
BICCN计划的宗旨是识别和归类人类、猴子和小鼠大脑的细胞类型。该计划已经实现了哺乳动物大脑运动皮层所有细胞类型和分子类型的脑图绘制,为理解上运动神经元的结构和功能提供了重要的科学依据。
通过BICCN计划等神经科学研究项目的推进,我们对上运动神经元的了解将更加深入和全面。这将有助于揭示神经系统的奥秘,为神经系统疾病的治疗和预防提供新的思路和方法。
综上所述,上运动神经元在神经系统中具有举足轻重的地位,其结构和功能的复杂性使得我们能够更精细地调控和协调身体的运动。随着神经科学研究的不断深入和发展,我们对上运动神经元的认识也将更加深入和完善。
以前角多极运动神经元为例,简述神经元的结构特点
以前角多极运动神经元为例,我们可以看到这种神经元具有明显的结构特点。首先,它的细胞体由细胞核、细胞质和细胞膜构成,是神经元的代谢和营养中心,同时负责接受信息和整合信息。其次,从细胞体发出的树突短而密,呈树枝状,主要功能是接受神经冲动,并将冲动传递给细胞体。再次,轴突是神经元的一个长分支,每个神经元只有一个轴突,它的功能是传导神经冲动,将冲动传递给另一个神经元或所支配的细胞。轴突周围包裹着髓鞘,起到绝缘作用,保证冲动传导的准确性。此外,根据神经元与其邻近其他神经元的距离,神经纤维的长度各不相同。根据不同的标准,神经元可以分为多种类型。以前角多极运动神经元为例,它属于多极神经元,由胞体发出一个轴突和多个树突。这种神经元主要位于中枢神经系统,负责将中枢发出的冲动传导到效应器,如肌肉和内分泌腺,从而支配效应器官的活动。
以前角多极运动神经元为例,简述神经元的结构特点
你好:神经元是具有胞体和突起的特殊类型的细胞,其主要结构包括细胞体、树突和轴突三部分。细胞体由细胞核、细胞质和细胞膜构成。细胞体是神经元的代谢、营养中心,具有接受信息、整合信息的功能。树突是从细胞体周围发出的分支,短而密,呈树枝状,其功能为接受神经冲动(由刺激引起而沿神经纤维传导的电位活动),再将冲动传至细胞体。树突分支多,可以扩大接受面积,得到更多的信息。轴突是从细胞体发出的一根较长的分支,它是圆柱形的细长突起,每个神经元只有一个轴突。轴突具有传导神经冲动的功能,可将冲动传递给另一神经元或所支配的细胞上。各种神经元轴突粗细长短均不相同,一般较粗的轴突传导速度较快,反之较慢。轴突的周围包以髓鞘,具有绝缘作用,可防止神经冲动向周围扩散,以保证传导的准确性,是个体行为分化的重要物质条件。从细胞体发出的树突和轴突,通常也称为神经纤维。按照神经元与其邻近其他神经元的距离而定,神经纤维的长短不一。在脑中的神经元密集,其神经纤维甚短,长度仅及几千分之一厘米,下肢部位的神经元稀疏,其纤维长度长达61厘米~91厘米。根据不同的标准,神经元可分为多种类型。按照神经元突起的数目,把神经元可分为:(1)单极神经元,即只有一个胞突,仅见于胚胎时期。(2)假单极神经元,由胞体发出一个突起后分为两支,一支伸向脑和脊髓,为中央突,相当于轴突;另一支伸向感受器,为外围突,相当于树突。这类神经元主要位于脊神经节和脑神经节。(3)双极神经元,由胞体发出一个轴突、一个树突。如耳蜗神经节神经元。(4)多极神经元,由胞体发出一个轴突和多个树突。中枢内的神经元多属此类。
按照神经元的功能,把神经元可分为:(1)感觉神经元,也叫传入神经元,它们接受刺激并将之转变为神经冲动,再将冲动传至中枢神经(脊髓和脑)。(2)运动神经元,也叫传出神经元,它们将中枢发出的冲动传导到效应器(肌肉和内分泌腺),支配效应器官的活动。(3)联络神经元,也叫中间神经元,是介于感觉神经元与运动神经元之间起联络作用的。
运动系统解剖结构及生理功能
运动系统解剖结构及生理功能运动系统由上运动神经元(锥体系统)、下运动神经元、锥体外系统和小脑组成,要完成各种精细而协调的复杂运动,需要整个运动系统的互相配合与协调。
一、上运动神经元(锥体系统)
上运动神经元包括额叶中央前回运动区的大锥体细胞(Betz细胞)及其轴突组成的皮质脊髓束和皮质脑干束。
解剖结构:皮质脊髓束和皮质脑干束经放射冠分别通过内囊后肢和膝部下行,最终分别终止于脊髓前角和各个脑神经运动核。生理功能:发放和传递随意运动冲动至下运动神经元,并控制和支配其活动。上运动神经元损伤后可产生中枢性(痉挛性)瘫痪。二、下运动神经元
下运动神经元包括脊髓前角细胞、脑神经运动核及其发出的神经轴突。
解剖结构:下运动神经元是接受锥体系统、锥体外系统和小脑系统各方面冲动的最后通路,通过周围神经传递至运动终板,引起肌肉的收缩。生理功能:将这些冲动组合起来,引起肌肉的收缩。下运动神经元损伤后可产生周围性(弛缓性)瘫痪。
三、锥体外系统
广义的锥体外系统是指锥体系统以外的所有躯体运动的神经系统结构,包括纹状体系统和前庭小脑系统。狭义的锥体外系统主要指纹状体系统,包括纹状体(尾状核、壳核和苍白球)、红核、黑质及丘脑底核。
解剖结构:涉及脑内许多结构,包括大脑皮质、纹状体、丘脑、丘脑底核、中脑顶盖、红核、黑质、脑桥、前庭核、小脑、脑干的某些网状核以及它们的联络纤维等,共同组成了多条复杂的神经环路。生理功能:调节肌张力,协调肌肉运动;维持和调整体态姿势;担负半自动的刻板动作及反射性运动。锥体外系统损伤后主要出现肌张力变化和不自主运动两大类症状。
四、小脑
小脑是协调随意运动的重要结构,通过传入纤维和传出纤维与脊髓、前庭脑干、基底核及大脑皮质等部位联系,达到对运动神经元的调节作用。
解剖结构:小脑位于颅后窝内,大脑的后下方,颅后窝和延髓背侧面的两侧,三面借小脑幕与颅壁相连,另借枕骨大孔连延髓的背侧面。生理功能:维持躯体平衡、调节肌张力及协调随意运动。小脑受损后主要出现共济失调与平衡障碍两大类症状。综上所述,运动系统的各个组成部分在解剖结构和生理功能上相互关联、相互协调,共同完成了人体的各种运动功能。当运动系统的任何部分受到损害时,都可能引起运动障碍。
