01 Physiologie des Zentralen Nervensystems - Block 2 [21.10.2020] Teil 3
引言
繼續講座關於中樞神經系統的內容
本講座將深入探討中樞神經系統的功能，特別著眼於運動控制及腦內各主要結構的相互關係，尤其是基底神經節和小腦的關鍵角色，並解析其在運動學習與執行中的重要性。
回顧運動控制和中樞結構：
次級運動皮層 (Secondary Motor Cortex)：該區域負責制定複雜運動計劃，並儲存與先前經驗相關的運動程序，使得身體能夠在日常生活中執行多樣化的運動模式。
初級運動皮層 (Primary Motor Cortex)：這一區域起源於自動自發及精細動作的直接控制，對於各種運動指令的發出起著至關重要的作用。初級運動皮層的神經元對應於身體的不同部位，協調身體動作的執行和實施。
基底神經節 (Basal Ganglia)：一組位於大腦深處的神經核，對運動控制的重要性無法低估。基底神經節參與動作的選擇、規劃及運動的學習，對於運動的流暢性及協調性有著深遠的影響。
基底神經節的重要功能：
過濾功能： 以控制及調整運動的啟動和抑制。
正過濾系統 (Positive Filtering)：來自皮層的活躍信號透過基底神經節的內側部分向腹外側丘腦轉送，起到了增強運動的功能，使得合適的動作得以強化和加強。
負過濾系統 (Negative Filtering)：皮層的指令通過紋狀體及下丘腦核進行運動的抑制，確保不必要的動作不被執行，保持運動的精確性。
多巴胺的角色 (Role of Dopamine)：多巴胺在基底神經節的運作中是至關重要的。
主要作為運動系統的增強劑，與運動控制有關：
D1受體：促進正過濾，這對於維持及啟動吸引運動至關重要。
D2受體：抑制負過濾的動作，影響決策的過程，並可能帶來錯誤的運動選擇。
腦幹核心：
腦幹核心組織位於皮層及基底神經節之下，對中樞神經系統的運動控制及基本生命機能而言，都是至關重要的組織。
主要核心：
紅核 (Red Nucleus)：對運動調節和運動學習尤為重要，特別是在精細動作的執行方面。
網狀結構 (Reticular Formation)：此結構負責調整感覺信息並協調運動反應，亦參與警覺性和清醒的控制。
四疊體 (Tectum) 和 德伊特核 (Deiters' Nucleus)：作為關鍵的感官處理中心，這些區域促進視覺和聽覺的信息整合，對於反應的執行至關重要。
外錐運動系統 (Extrapyramidal Motor System)：
外錐運動系統與直接從皮層通向脊髓的錐體束對應，其系統對於運動調控有著不可或缺的作用。
這一系統在高級靈長類動物中發展得更為明顯，與其他低級脊椎動物相比它更為發達。
功能：
作為超脊髓信號的中樞調節站，協助運動控制，確保具複雜性動作的順利執行。
通過子皮層核進行意識控制的運動，理解視覺和聽覺動機帶來的動作協調。
前庭脊髓束 (Vestibulospinal Tracts)：對平衡及姿勢調整極具重要性，協助保持身體的穩定性。
小腦 (Cerebellum)：
小腦位於大腦半球的後部，並由兩側半球組成，對運動控制之精確度與協調性具決定性意義。
組成：小腦由大量的神經元群組成，並發揮對運動過程的監控職責。
錯誤回饋：
通過來自各種來源的感覺神經元向運動皮層提供反饋，是調整和改進動作精度的關鍵。
本體感受信號、前庭及聽覺信息能夠有效增強運動的調整能力和反饋精準度。
程序存儲功能 (Program Storage Function)：
小腦中較新的結構主要負責對複雜運動程序的開發和存儲，包括那些經過學習自動化的運動模式，從而提高動作的效率與流暢性。
小腦的功能三分法 (Functional Division of the Cerebellum)：
前庭小腦 (Vestibulocerebellum)：主導平衡及眼球運動的調控制。
脊髓小腦 (Spinocerebellum)：專注於姿勢及運動協調，並整合來自脊髓的信號，特別是肌肉紡錘的反饋。
新小腦 (Neocerebellum)：專門負責運動程式的協調，並無脊髓回饋的參與。
小腦障礙的影響：
例子：小腦變性 (Cerebellar Abiotrophy)：這是一種導致小腦神經元逐漸退化的疾病，影響運動的執行。
症狀：
步態不穩定，增加摔倒的風險；
頭部運動不受控制，可能影響視覺的穩定；
運動控制的減弱，會對日常生活的質量造成明顯影響。
脊髓 (Spinal Cord)：
結構：脊髓由灰質 (蝴蝶形，包含神經元的胞體) 和白質 (由神經纖維束組成) 構成，形成一個重要的信號傳遞路徑。
體系排列 (Somatotopic Arrangement)：運動神經元根據身體區域的不同而排列，確保特定運動的控制和執行。
反射 & 運動過程：
反射 (Reflex)：特定刺激下的自發反應，這對於保護作用至關重要，尤其在尚未意識到危險之前快速反應。
目標運動 (Goal-directed Movement)：意識驅動的運動，通常需要經過計劃並盡量實現特定的運動意圖。
反射的定義：
定義：對特定刺激的非自主反應。
反射的組成：
刺激 → 受體 → 輸入信號 → 反射中樞 → 效應器。
反射過程能夠促成快速而有效的反應，避免不必要的意識處理。
臨床檢查的反射：
例子：
眨眼反射 (Blink Reflex)：當觸摸內眼角，眼瞼會自動閉合以保護眼睛。
角膜反射 (Corneal Reflex)：眼角膜受到觸摸時，眼瞼自動閉合，避免損傷。
眼動反射 (Oculomotor Reflex)：頭部運動時，眼球會隨之運動，以保持視覺穩定性。
疼痛反射 (Pain Reflex)：感受到疼痛時，身體相關部位會快速撤回。
反應 vs 反射：
差異：反射是一種非自主的快速反應，當刺激存在時基於神經路徑自動發生；而反應則是一種意識化的處理，需要時間來做出反應，並且通常基於過去的經驗。
例子：進食時的吞嚥反應是有意識的過程，反映了對刺激的認知與處理。
總結
本講座透過深入應用的方式加強對中樞神經系統的理解，揭示了運動控制的複雜性及其在臨床異常情境中的重大意義，期望增強學習者在神經科學領域的理論與實踐相結合的能力。