大脑皮层的运动机能

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第七章运动技能

第七章运动技能

第七章运动机能[4]◎教学目的:通过本讲内容的学习,使学生对运动技能的有关知识有初步的了解。

◎内容提要:本章主要介绍运动技能的基本概念、运动技能形成机制和影响运动技能形成和发展的因素。

◎本章重点:(1)运动技能形成机制。

(2)影响运动技能形成和发展的因素。

◎本章难点:运动技能形成机制。

◎教学手段与方法:讲授、提问、讨论、power point 课件演示体育运动的发展和提高,要求人们有良好的身体素质和运动技术。

身体素质的发展,在于人体机能能力的不断扩大和增强,而运动技术水平的提高,则在于运动技能的不断改进和创新。

随着运动技能的形成,同时身体素质也得到发展;身体素质提高了,对进一步改善运动技能又打下良好基础。

所以两者是相辅相成,相互影响的。

第一节运动技能的基本概念和生理本质1.运动技能的基本概念概念:运动技能:是指人体在运动中掌握和有效地完成专门动作地能力。

(在运动过程中按一定的技术要求完成的随意运动行为。

)运动技能这一行为是在运动或锻炼过程中“习得”,即必须通过学习才能获得得。

运动技能的形成是研究形成运动技能的生理机制,以及研究影响学习运动技能的因素,也即研究有哪些因素能加速运动技能的形成与发展,哪些因素不利于运动技能的形成和发展,以便加速运动技能的形成。

作为随意运动的运动技能,其形成必然有大脑皮层的参与,但限于目前生理科学的发展水平,尚未能搞清大脑皮层有关学习的机制,因而对形成运动技能的具体生理机制过程尚未得到充分的阐明,故存在不同的理论和看法。

本章只扼要介绍最为重要的理论,即以条件反射为基础来阐述运动技能的形成。

1.运动技能的分类1、闭式运动技能的特点:(1)完成动作时,基本上不因外界环境的变化而改变自己的动作;(2)多属周期性重复动作;(3)完成动作时,反馈信息只来自本体感受器。

如田径、游泳、自行车等。

2、开式运动技能的特点:(1)完成动作时,往往随外界环境的变化而改变自己的动作;(2)多样性或多属周期性重复动作;(3)完成动作时,由多种分析器参与工作,并综合总的反应,其中往往以视觉分析器起主导作用馈如球类、击剑、摔跤等。

高中生物选择性必修一第二章神经调节知识梳理

高中生物选择性必修一第二章神经调节知识梳理

高中生物选择性必修一第二章神经调节一、神经系统的结构基础1、神经系统的基本结构(1)注意区分脑和大脑;神经中枢和中枢神经系统。

(2)大脑是调节机体活动的最高级中枢;下丘脑有体温调节中枢、水平衡调节中枢,还与生物节律等有关;小脑维持平衡;脑干连接脑和脊髓,有生命中枢。

(3)脑神经12对,管理头面部的感觉和运动;脊神经31对,管理躯干和四肢的感觉和运动,脑神经和脊神经都有支配内脏的神经。

(4)人体处于兴奋状态时,交感神经活动占优势,心跳加快,支气管扩张,胃肠蠕动和消化腺的分泌活动减弱;人体处于安静状态时,副交感神经的活动占优势,心跳减慢,胃肠蠕动和消化腺分泌加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收。

2、组成神经系统的细胞—神经元和神经胶质细胞3、神经系统结构和功能的基本单位:神经元。

细胞体神经元树突(接受传导信息)突起轴突(传递信息)+ 髓鞘= 神经纤维+ 神经纤维+......+包膜=神经4.神经胶质细胞数量大,对神经细胞起辅助作用,具有支持、保护、营养、修复神经元等多种功能。

二、神经调节的基本方式1.反射与反射弧(1)概念:在中枢神经系统的参与下,机体对外界刺激所产生的规律性应答,叫做反射。

(2)神经调节的基本方式是反射,反射的结构基础是反射弧。

反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器(传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体)。

要完成一个反射,必须具备完整的反射弧。

(3)传入和传出神经的判断:小进大出;神经节(传入);突触结构。

(4)关于反射弧完整性检测(5)关于有无感觉和有无反射的情况分析:思路:感觉需要传到大脑,反射需要传到效应器,只要路径完整就可以有反射或感觉。

(6)兴奋:兴奋是指动物体或人体内的某些组织或细胞感受到外界刺激后,由相对静止状态转变为相对活跃状态的过程。

2、条件反射和非条件反射(1)条件反射与非条件反射的比较(2)条件反射建立在非条件反射的基础之上,通过学习和训练而建立的。

大脑的结构和机能的发展

大脑的结构和机能的发展

大脑的结构和机能的发展心理是脑的活动的产物,个体脑的发展直接影响个体心理的发展。

脑的发展主要指脑的结构和机能的发展。

1.脑的结构的发展(1)出生时大脑结构的初步发展胎儿出生时脑的基本结构已经初步具备,但发育不完善。

出生时脑神经细胞的数目与成人相同,但其细胞较小;大脑皮层已经出现6层结构,但是沟回不明显;树突短小,大部分神经纤维未髓鞘化。

出生后脑的结构迅速发展。

(2)脑的重量增加出生时脑的重量350--400克,是成人脑重的25%,出生后脑的重量一直增加到成熟为止,增加的速度早期迅速,后期缓慢。

第一年脑重增加最迅速,可达成熟期的50%;2--3岁脑重达成熟期的75%;6--7岁达到90%;12岁约达1400克,与成人脑重量非常接近;20岁脑重量增加停止。

(3)脑的结构复杂化脑结构发展的主要表现是皮质结构的复杂化。

①神经细胞结构的复杂化:神经细胞体积增大;神经细胞突触的数量和长度增加。

②神经纤维增长:神经纤维深入到各个皮层;逐渐完成神经纤维髓鞘化。

③皮层结构复杂化:大脑皮层的沟回加深;皮层传导通路髓鞘化;传导通路髓鞘化依次为感觉通路、运动通路、与智力活动有关的额顶叶髓鞘化。

(4)儿童脑电图的特征大脑活动自发地伴有不同频率的脑电波变化,把大脑自发的脑电节律变化及其记录图称为脑电图。

脑电波变化是脑发育过程的最重要的参考。

脑电波有多种形式,以每秒活动的基本节律不同而分为。

波、p 波、9波和6波4种形式。

儿童脑的发育水平不同,脑电波的变化也不同。

有关儿童脑电波的研究表明:①儿童大脑发育的程序性儿童大脑各区域的成熟顺序依次为枕叶、颞叶、顶叶、额叶。

说明儿童大脑发展是逐渐的、连续的,具有严格的程序性。

②大脑发展的两个快速期儿童大脑发展具有程序性和连续性,但并不是等速发展。

在卜—凹岁年龄范围内有两个快速期。

第一个快速期在5--6岁,第二个快速期在13岁左右。

普通心理学基础讲义 第二章 心理和行为的生物学基础

普通心理学基础讲义	第二章	心理和行为的生物学基础

第二章心理和行为的生物学基础一、神经系统的基本结构(选择题)二、大脑皮层及其机能(选择题、简答题)三、脑机能学说(选择题、简答题)一、神经系统的基本结构1、神经元神经元是神经细胞,是神经系统结构和功能的基本单位。

基本作用是接受和传递信息。

神经元由胞体(包括细胞核和细胞质)、树突和轴突三部分组成。

胞体的功能为整合神经冲动;树突较短,功能为接受神经冲动,再将冲动传至细胞体;轴突较长且一个神经元仅有一根,能够将神经冲动从胞体传到其他神经细胞。

2、突触突触是一个神经元和另一个神经元彼此接触的部位。

突触包含三个部分:①突触前成分(轴突末梢的球状小体)、②突触间隙(一个神经元末端与另一神经元始端间的缝隙)③突触后成分(树突末梢或胞体内的一定部位)。

原理:神经递质是神经冲动在突触间传递的化学物质的媒介。

当神经冲动传导到轴突末梢,突触前成分的突触小泡内储存的神经递质释放出来,经过突触间隙作用到突触后成分,改变突触后成分膜的通透性,引起突触后神经元的电位变化,实现了神经冲动的传递。

神经冲动在突触间的传导又称为化学传导。

分类(1)兴奋性突触:突触前神经元兴奋时,突触小泡释放出具有兴奋作用的神经递质,使突触后神经元产生兴奋。

(2)抑制性突触:突触前神经元兴奋时,突触小泡释放出具有抑制作用的神经递质,使突触后神经元出现抑制性的效应。

3、周围神经系统和中枢神经系统神经系统是指由神经元构成的一个异常复杂的机能系统。

由于结构和功能不同,可以将神经系统分成外周神经系统和中枢神经系统。

(1)周围神经系统联系感觉输入和运动输出的神经机构,它将感觉器官、运动器官以及内脏器官和中枢神经系统联系了起来。

由躯体神经系统和自主神经系统组成。

①躯体神经系统:到达各个感觉器官和运动器官的神经,支配感觉和运动器官。

包含12对脑神经和31对脊神经。

②自主神经系统:到达内脏系统的神经,又分为机能上相互拮抗的交感神经和副交感神经。

不受或很少受到中枢神经系统的支配,表现为人不能随意地控制内脏的活动。

【高中生物选择性必修1】2-4 神经系统的分级调节【随堂达标检测】(含答案详解)

【高中生物选择性必修1】2-4 神经系统的分级调节【随堂达标检测】(含答案详解)

高中生物选择性必修1(新教材)随堂检测1.2.4 神经系统的分级调节1.人体各部位的运动机能在大脑皮层运动区中有它的代表区。

下列关于人大脑皮层功能的叙述,正确的是()A.一侧手指传入神经上的神经冲动,可传到对侧大脑皮层中央前回中间部B.一侧大脑皮层中央前回底部受损,会使对侧下肢的运动功能出现障碍C.头面部肌肉的代表区在运动区呈倒置排列,即口部在上眼部在下D.分辨精细的部位如手,在运动区所占的面积比躯干的小解析:选A。

一侧手指传入神经上的神经冲动,可传到对侧大脑皮层中央前回中间部,A正确;一侧大脑皮层中央前回顶部受损,会使对侧下肢的运动功能出现障碍,B错误;头面部肌肉的代表区在运动区呈正立排列,即眼部在上口部在下,C错误;分辨精细的部位如手,在运动区所占的面积比躯干的大,D错误。

2.小明的手指不小心碰到一个尖锐的物品后立刻将手收回,而对手指进行采血化验时手却不收回,这两种情况的调节的区别是()A.两者的神经中枢都在脊髓B.前者的神经中枢在脊髓,后者的神经中枢在大脑皮层C.前者的神经中枢在脊髓,后者的低级中枢在脊髓,高级中枢在大脑皮层D.前者不能形成痛觉,后者能够形成痛觉解析:选C。

缩手反射的神经中枢位于脊髓,是低级神经中枢;采血化验时手不收回是在大脑皮层的控制下通过脊髓中的神经中枢完成的,A、B不符合题意,C符合题意。

缩手反射和采血化验时都会产生痛觉,D不符合题意。

3.膝跳反射是人体最简单、最基本的反射,正常人在放松的状态下会产生膝跳反射,个别人在紧张状态下,受到刺激后不能完成膝跳反射。

下列关于膝跳反射的叙述,错误的是()A.紧张状态下,不能完成膝跳反射反映了神经中枢的分级调节B.紧张状态下,不能完成膝跳反射的原因是此人不存在膝跳反射C.放松状态下,若传入大脑皮层的神经受损而其他部分正常,受刺激后仍能完成膝跳反射D.临床上常通过膝跳反射初步诊断某人的神经系统是否受损或患病解析:选B。

膝跳反射的神经中枢在脊髓,大脑可以有意识地控制,在放松状态下才能完成膝跳反射,反映了神经中枢的分级调节,A正确,B错误;膝跳反射的神经中枢在脊髓,大脑皮层没有参与该反射活动,因此,放松状态下,若传入大脑皮层的神经受损而其他部分正常,受刺激后仍能完成膝跳反射,C正确;膝跳反射是人体最简单的反射,在临床上常用于诊断患者的神经系统是否受损或患病,D正确。

第二章 脑与心理

第二章 脑与心理

第二节 脑的结构与功能
6. 泛脑网络论
泛脑网络论认为,机能定位既可以是相对隔离的结构, 又可以是动态联系的体现。人的大脑和脊髓可从宏观到微观分 为回路、神经元群、神经元和分子序列四级层次的网络。
泛脑网络论主张从不同层次研究人的大脑,在相互联系 中看待大脑。
第三节 脑与心理活动
一、脑发展与心理发展 二、脑与认知 三、脑与情绪 四、脑与行为 五、脑与人格
大脑皮层不同脑区的位置
第二节 脑的结构与功能
大脑皮层的不同部位与特定功能相连
大脑皮质感觉机能和运动机能定位
第二节 脑的结构与功能
二、脑的功能
(一)大脑的功能
一般认为: 左半球(控制我们的右半身):负责语言运用、数字运
算、思考分析、抽象与逻辑能力的发展 右半球(控制我们的左半身):负责空间关系知觉、情
研究发现,外显记忆和内隐记忆是与不同的脑区域相联 系的。与外显记忆相联系的脑区主要有内侧颞叶,与内隐 记忆有关的则是杏仁核和小脑。
遗忘症既可以产生于颞叶中央系统的受伤,也可以产生 于间脑的受伤。这两个区域通过由海马分化出来的一个特 殊结构而密切相连。
第三节 脑与心理活动
(二)脑与创造 1. 打破心理定势 2. 超越线性思维 3. 相信直觉
第三节 脑与心理活动
(三)脑与心身健康 脑是心理活动的主要器官,脑结构与功能正常与否
直接影响到人的心身活动能否正常运转。
第三节 脑与心理活动
五、脑与人格
(一)神经活动类型与人的气质
气质特征与人的神经活动类型有关。 人的高级神经活动过程主要包括兴奋过程和抑制过程, 由三个标准来衡量:强度、平衡性与灵活性。
❖前苏联学者鲁利亚提出“三个机能系统”,思维过程始 终是在三个系统的共同参与下进行的。

高中生物选择性必修一 第4节 神经系统的分级调节

第4节神经系统的分级调节课标要求核心素养1.描述神经系统对躯体运动的分级调节。

2.概述大脑皮层第一运动区的特点。

3.描述神经系统对内脏活动的分级调节。

1.生命观念:通过学习大脑皮层的结构,分析其结构是如何和功能相适应的。

2.科学思维:通过模型构建,加深理解神经系统是如何对躯体运动和内脏活动进行分级调节的。

一、神经系统对躯体运动的分级调节1.大脑(1)结构①大脑皮层:主要由神经元胞体及其树突构成的薄层结构。

②沟回:增加大脑的表面积。

(2)大脑发出的指令,可以通过脑干传到脊髓。

2.大脑皮层与躯体运动的关系(1)科学发现①刺激大脑皮层中央前回的顶部,可以引起下肢的运动。

②刺激中央前回的下部,则会引起头部器官的运动。

③刺激中央前回的其他部位,则会引起其他相应器官的运动。

(2)得出结论①躯体各部分的运动机能在皮层的第一运动区内都有它的代表区。

②皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的。

二、神经系统对内脏活动的分级调节1.调节内脏活动的中枢(位于脊髓、脑干、下丘脑和大脑等)(1)脊髓是调节内脏活动的低级中枢。

(2)脑干有许多重要的调节内脏活动的基本中枢。

(3)下丘脑是调节内脏活动的较高级中枢。

(4)大脑皮层是许多低级中枢活动的高级调节者。

2.实例(以排尿反射为例)(1)排尿受脊髓控制。

脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由自主神经系统支配的。

(2)排尿受大脑皮层的控制。

大脑皮层对脊髓进行着调控。

(1)大脑皮层只是由神经元细胞体构成。

()(2)小脑、脑干等连接低级中枢和高级中枢,共同调节躯体运动。

()(3)自主神经系统并不完全自主,受大脑皮层的调节。

()答案:(1)×(2)√(3)√知识点一神经系统对躯体运动的分级调节1.第一运动区与大脑皮层体表感觉区相似的特点(1)对躯体运动的调节是交叉性的,但对头面部的支配主要是双侧性的。

(2)有精细的功能定位,其安排大体呈身体的倒影,而头面部代表区内部的安排是正立的。

25人脑的高级功能_1

第二章神经调节2.5 人脑的高级功能一、大脑皮层是最高级的神经中枢大脑皮层有140多亿个神经元,组成了许多神经中枢,是整个神经系统中最高级的部位。

它除了感知外部世界以及控制机体的反射活动,还具有语言、学习和记等画的高级功能。

(一)大脑皮层的分区1.书写性语言中枢(W区)2.运动性语言中枢(S区)3.听觉性语言中枢(H区)4.视觉性语言中枢(V区)5.躯体运动中枢(中央前回)6.躯体感觉中枢(中央后回)(二)语言功能1.概念:语言是以声音(或符号)为物质外壳,以含义为内涵,由词汇和语法构成并能表达人类思想的指令系统。

语音、手势、表情是语言在人类肢体上的体现,文字符号是语言的显像符号。

语言功能是人脑特有的高级功能,它包括与语言、文字相关的全部智能活动,涉及人类的听、说、读、写。

2.意义:语言是人类区别于其他动物的关键特征之一。

3.生理机制①语言的发音机制:呼吸器官、喉头和声带、口腔、鼻腔和咽腔。

①语言活动的中枢机制:语言中枢是人类大脑皮质所特有的,多在左侧。

临床实践证明,右利者(惯用右手的人)的语言中枢在左侧半球,大部分左利者的语言中枢也在左侧半球,少部分左利者的语言中枢在右侧半球。

语言区所在的半球称为优势半球。

语言中枢负责控制人类进行思维和意识等高级活动,并进行语言的表达。

(三)大脑皮层与语言活动的关系人类在长期的进化过程中,由于生产劳动和社会生活产生了语言文字。

从大量临床资料中,人们早已发现大脑皮层的额叶的某些区域与语言机能有关,称为语言区,这些区域的操作可造成失语症。

失语症可能是运动性失语症,也可能是感觉性失语症,或二者兼有。

大多数人主导语言功能的区域是在大脑的左半球,逻辑思维主要由左半球负责。

大多数人的大脑右半球主要负责形象思维,如音乐、绘画、空间识别等。

(四)语言受损后的症状二、学习与记忆(一)定义(1)概念:学习与记忆是指神经系统不断地接受刺激,获得新的行为、习惯和积累经验的过程。

条件反射的建立也就是动物学习的过程。

大脑皮层和下丘脑的功能差异

大脑皮层和下丘脑的功能差异大脑是人类最为神秘、最为复杂的器官之一。

它通过神经元的连接和信号传递完成了人体的思考、感知、行动等各项生理和心理活动。

在大脑中,高级神经中枢——大脑皮层和下丘脑是两个至关重要的区域,它们承担着不同的功能,对人体的控制和调节起着不可替代的作用。

大脑皮层,也称为大脑新皮质,是大脑最外层的一层神经组织。

它占据了整个大脑的表面,并由六层神经元组成,是大脑中最复杂、最先进的部分之一,几乎主导了人类的高级人类认知功能,如语言能力、感知、注意力调节、理解和决策等。

在前额叶,大脑皮质有负责规划和控制执行动作的运动皮层,负责计算、解决问题和推理的前额叶皮层,负责感知和处理视觉信息的顶叶皮层和负责分析、储存和处理记忆的颞叶皮层等多个亚区域。

下丘脑是大脑下部视丘体中枢的一个重要部分。

它主要位于大脑皮质下方,是控制体内内分泌、体温、睡眠、饥饿感、痛苦等基础生理机能的主管。

下丘脑还与背侧和下丘脑间有密切联系,共同协调和调节心血管、消化、生殖、内分泌等机能。

此外,下丘脑还与大脑皮质有交叉,受到许多行为、认知、情绪调节和压力刺激的影响。

尽管大脑皮层和下丘脑在大脑中的位置和功能逆向而行,但它们之间的协同作用对人体生理和心理活动的调节非常重要。

在学习、思考和记忆形成过程中,大脑皮层会向下丘脑发送信号,从而调节大脑中的神经兴奋和抑制,从而影响和调节基础生理机能,例如增加精力或镇定身心。

同时,下丘脑也可以影响大脑皮层的神经兴奋和抑制状态,从而影响大脑的认知能力和情绪状态。

例如,情感压力可能导致下丘脑释放诱发感觉和情绪反应的激素,进而影响大脑皮层的信号传递,导致注意力降低、感觉和思维障碍。

总的来说,大脑皮层和下丘脑在大脑神经系统中具有不同的特点和功能,它们分别控制着人类高级思维能力和基础生理机能,两者密切协同,互相影响,最终为我们的整体行为提供了坚实有力的神经支持。

对于我们来说,我们需要更好了解和掌握大脑这个神秘、庞大的开关,才能更好地掌控我们的思考、感知、情感和行为。

【新教材】神经系统对躯体运动的分级调节-高中生物学选择性必修1(新教材同步课件)

神经系统对躯体运动 的分级调节
知识海洋
神经系统对躯体运动的控制
受脊髓控制
如何控制?
受大脑调节
躯体运动 如膝跳反射、缩手反射等
知识海洋 脑干
大脑的结构
大脑
表面覆盖着大脑皮层: 主要由神经元胞体及其树突构成。
丰富的沟回: 使得大脑在有限体积的颅腔内, 具有更大的表面积。
脊髓
知识海洋
大脑皮层与躯体运动的关系
资料1:一位老人突然出现脸部、手臂及腿部麻木等症状,随后上下肢都不能运动。 后经医生检查,发现他的脊髓、脊神经等正常,四肢也都没有任何损伤,但是脑部有血 管阻塞,使得大脑某区出现了损伤。这类现象称为脑卒中,在我国非常普遍。
大脑皮层
脊髓
躯体运动
知识海洋
大脑皮层与躯体运动的关系
资料2:下图是大脑皮层第一运动区与躯体各部分关系示意图。
应用探究
图甲是缩手反射相关结构,图乙是图甲中某一结构的亚显微结构 模式图,图丙表示三个神经元及其联系,请分析回答下列问题:
(1)甲图中 f 表示的结构是__感__受__器___,乙图是甲图中__d___ (填字母)的亚显微结构放大模式图,乙图中的B是下一个神经元的 _细__胞__体__膜__或__树__突__膜___。
(3)图丙中,若①代表小腿上的感受器,⑤代表神经支配的 小腿肌肉,则③称为__神__经__中__枢__。若刺激图丙中b点,图中除b点外 __a__c_d__e_(填字母)可产生兴奋。
应用探究
如图为人体的膝跳反射和缩手反射的反射弧示意图。请据图回答 以下问题:
图甲
图乙
(1)图中反射弧较为简单的是___膝__跳__反__射___(填“缩手反射” 或“膝跳反射”)。直接刺激图中⑥处也能引起缩手反应,该过程 __不__属__于___(填“属于”或“不属于”)反射。
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大脑皮层的运动机能
初级运动皮层
早在19世纪70年代,Gustav Fritsch和Eduard Hitzig对大脑皮层的运动机能进行了开创性的研究,此后脑科学研究者们就知道直接刺激额叶皮层的中央前回能够引发身体运动,该部位位于中央沟(central sulcus)之前,被称为初级运动皮层(primary motor cortex) (见图2)。

运动皮层向脑干和脊髓发出神经轴突以启动中枢模式发生器。

电刺激运动皮层通常引起几块肌肉的协调运动,而不是单块肌肉的单独收缩活动。

与脊髓的运动机能不同,大脑皮层所负责的是有计划的运动,例如预先决定什么动作较先实施,什么动作较后完成,它对于复杂行动的控制尤为重要。

对于反射性的动作或者由皮层下神经部位所控制的行动,诸如咳嗽、打喷嚏、作呕、哭笑等,大脑皮层所起的作用不大。

在初级运动皮层中存在着身体运动的机能代表区图。

大体而言,运动皮层某一区域的兴奋与身体对侧特定部位的运动相对应,该区域被称为该身体部位的代表区。

例如当手运动时,运动皮层的手的代表区的神经活动就会活跃起来。

然而运动皮层的某一点对身体相应部位运动的控制并不是十分精确的,更不可能控制某一块肌肉的活动。

事实上手腕或手指的运动与运动皮层中一群非集中分布的神经元活动相对应,某一手指运动的代表区与另一手指运动的代表区,两者有很大程度的交叠。

研究者用药物暂时麻醉猴子大脑运动皮层的某一微小区域,结果导致其第二和第四根手指麻痹,而第三根手指则不受影响。

总之,运动皮层代表区与身体各部位的运动间并不存在严格的点对点关系。

其他皮层区域
初级运动皮层之外的一些大脑皮层区域也具有不同的运动机能(见图2)。

在后顶叶皮层(posterior parietal cortex),有些神经元主要对视觉或躯体感觉刺激产生反应,其他一些神经元主要对现时或将来的运动产生反应,而另有一些神经元则在刺激与后至反应的混合情形中产生反应。

一般认为,后顶叶皮层具有获悉身体与外部环境相对位置信息的机能。

临床研究发现,后顶叶皮层损伤所导致的机能障碍与枕叶或颞叶皮层的损伤结果不同,患者能够准确描述所见之物,但难以将知觉转变为行动。

他们在听到某个声音时能够朝它走去,但不能走向所见事物。

他们能够描述所见物体的大小、形状和棱角,但却不能伸手去抓握它。

而枕叶某些部位受损的人不能描述所见物体的大小、形状或位置,但却能伸手将它拿过来,在行走时也能跨过或绕过路中的障碍物。

由此可见,描述所见事物的视知觉能力与视觉对运动的影响机能两者是可以相互分离的,因此即使丧失其中之一,另一机能也能得以保全。

初级躯体感觉皮层并非纯粹的感觉机能区,它向初级运动皮层提供躯体感觉信息。

该区域
的神经元活动在人们手握物件时显得很活跃,它们对物体的形状以及运动方式(拿起或放下)产生反应。

越来越多的研究表明,初级躯体感觉皮层对运动的机能意义不容忽视。

在运动计划的实施过程中,前额叶皮层、前运动皮层(premotor cortex)和辅助运动皮层(supplementary motor cortex)神经活动水平升高,它们向初级运动皮层发出信息。

前额叶皮层的神经元主要对导致运动的感觉信号(包括运动延迟执行的信号)产生反应。

前运动皮层的神经活动在运动的预备过程中最为活跃,而在该运动执行时也显示出一定的活跃程度。

该皮层区的一些神经元对感觉刺激,尤其是靠近手或脸的物体视觉刺激产生反应,这些身体部位最有可能响应刺激信息而做出行动反应。

前运动皮层所接收的信息涉及运动所指向目标的空间方位以及运动者当时的身体位置和姿势,这两种信息对于身体某部位移向某目标的运动都是必需的。

前运动皮层对初级运动皮层以及脊髓输出信息,以便能组织身体不同部位的肌肉进行某空间方位的运动。

例如,一个人要将其手臂上抬,他(她)的肌肉运动状况因其手掌朝向不同(向上或向下)而异,此时前运动皮层的神经元就会产生相应的机能活动。

一项研究比较了前额叶皮层和前运动皮层的机能特征,研究者首先向猴子呈现红光或绿光刺激,该信号要求动物稍后去碰触红色或绿色的目标物,在其呈现后1.25秒,研究者又给予猴子第二个刺激,告诉猴子做出反应的时刻即将来临,然后必须再等待1.25秒至3.5秒才能去触碰那个目标物,也就是说猴子必须对其动作反应进行准确定时。

当猴子按照实验要求触碰了正确的目标物后,它就能获得食物强化。

研究发现,第一个光刺激主要诱发前额叶皮层的神经活动。

第二个刺激要求猴子必须至少等待1.25 秒后才能做出反应,它同样也诱发前额叶皮层的神经活动。

在即将结束等待而运动就要开始前,前运动皮层的神经元就变得兴奋起来。

由此可见,运动的计划、准备和实施与波浪式的大脑运动皮层机能活动有关,先是前额叶皮层兴奋,接着是前运动皮层兴奋,然后初级运动皮层也兴奋起来,最终导致脊髓运动神经元的兴奋以及肌肉的收缩。

辅助运动皮层在快速连续运动(例如,先推后拉然后转动一个杠杆)的准备过程中神经活动最为活跃,此处的许多神经元仅在准备某特定顺序的运动时才兴奋起来。

当人们做出快节奏的手指运动(例如弹奏钢琴)时,其辅助运动皮层的神经活动就会增强。

早在20世纪50年代拉施里(Karl Lashley)就指出,诸如打字、舞蹈、说话以及演奏乐器之类的行为活动需要运动者做出快速变更的动作,这样的运动要求其在完成前面的动作时就要提早几步开始后续的动作,如此方能有组织地顺畅完成某活动序列。

辅助运动皮层显然是参与此类运动的重要大脑机能部位。

大脑与脊髓的神经联系
来自大脑的运动信息最终到达控制肌肉运动的延髓和脊髓,这些信息主要经由两大神经通路下传至脊髓,它们分别被称为背外侧束(dorsolateral tract)和腹内侧束(ventromedial tract)。

来自大脑初级运动皮层及其邻近区域以及红核(负责控制手臂肌肉运动的中脑神经核团)的下行投射神经纤维构成脊髓的背外侧束,它的神经轴突通常不经过中间神经元而直接投射到脊髓运动神经元。

在延髓中,背外侧束跨越中线而交叉至对侧,此处的延髓腹侧部位隆起而被称为锥体(pyrarrrids),因此背外侧束也被命名为锥体束(pyramidal tract)(见图3)。

该神经束主要控制身体远轴区域的运动,诸如手、手指和脚趾等部位的运动。

初级运动皮层及其下行投射的背外侧束损伤导致对侧身体部位精细运动能力的丧失(至少是一段时间的丧失)。

大脑一侧半球控制对侧身体部位运动的神经机制普遍存在于脊椎动物中,该机制是逐渐发展形成的。

人类新生婴儿的初级运动皮层尚未发育成熟,它对身体两侧部位的肌肉运动均能控制。

在婴儿出生后一年半的时间内,控制对侧身体运动的大脑机能逐步增强,因而取代了逐渐减弱的控制同侧身体运动的机能。

在一些不幸患脑麻痹疾病(cerebral palsy)儿童身上,控制对侧身体运动的神经通路难以发育成熟,而其控制同侧身体运动的神经通路仍具有比较强的作用,因此两者间的竞争常常导致笨拙的运动表现。

构成腹内侧束的神经纤维源于多个大脑部位,不仅包括初级运动皮层、辅助运动皮层以及其他诸多皮层区,而且还包括皮层下的神经结构,诸如中脑顶盖(tectum)、网状结构、前庭核(接受前庭感觉信息的大脑神经核团)。

腹内侧束的神经纤维在脊髓中向两侧投射,主要控制身体颈部、肩部以及躯干的肌肉运动。

腹内侧束的损伤导致两侧身体肌肉运动型障碍,所涉及的运动包括行走、转身、弯腰、起立、坐下以及身体姿势的调整等。

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