运动控制和学习_精品文档.ppt

1、运动控制与运动再学习运动控制与运动再学习南京医科大学南京医科大学康复医学系康复医学系王彤王彤运动控制运动控制n为调节或者管理动作的能力。为调节或者管理动作的能力。n n肢体精确完成肢体精确完成特定功能活动特定功能活动的能力的能力n n狭义：上运动神经元体系对肢体运动的精确控狭义：上运动神经元体系对肢体运动的精确控制，涉及大脑皮质、小脑、脑干网状结构、前制，涉及大脑皮质、小脑、脑干网状结构、前庭等。庭等。n n广义：还包括下运动神经元病变、骨关节病变广义：还包括下运动神经元病变、骨关节病变和神经和神经-肌肉病变的参与。肌肉病变的参与。运动控制的内涵运动控制的内涵n中枢神经系统（CNS）需要将许多

2、单块肌肉组织起来，并把他们联合起来形成协调的功能性动作；n n用来自于环境和人体的感觉信息来选择和控制动作；n n外在环境对人体运动的影响；n n对运动量化（力量、范围、速度）；为什么要研究运动控制？为什么要研究运动控制？n n物理治疗师和作业治疗师被认为是“应用运动控制的生理学家”（Brooks，1986）。n n治疗师训练的需要。n n治疗目的不是改善动作而是运动控制能力。n n用于提高对于功能所必需的姿势和动作的质量和数量。n n更好的理解运动控制，特别是动作的本质和控制。是实现功能活动目标的需要！是实现功能活动目标的需要！动作的运动控制影响因素动作的运动控制影响因素个体的运动、认知和知

3、觉系统的相互作用环境的常规和非常规影响任务的特征（活动、操作、稳定）对功能性运动的组织起作用M个体个体任务任务环境环境强调头颈部的控制强调躯干和下肢的控制强调躯干和下肢的控制n以上的运动控制如何实现？以上的运动控制如何实现？运动控制的内容运动控制的内容运动控制（所有与运动功能有关的活动）n n 肌力与肌张力n n关节灵活性与稳定性n n平衡与协调性n n反射模式与运动模式n n姿势与步态运动控制的要素运动控制的要素n n肌力n n力量力量n n耐力（保证长时间运动的前提）耐力（保证长时间运动的前提）n n速度（恰当）n n准确（目标）n n稳定（协调）运动控制：力量、速度、准确、稳定上肢的运动

4、控制活动上肢的运动控制活动Reaching前伸够物取物Grasping抓握Manipulation操作持物Release释物移动的运动控制活动移动的运动控制活动n n翻身n n起坐n n坐站n n步行n n上下楼n n下蹲运动控制成功的条件运动控制成功的条件n n启动与推动n n姿势控制n n调整与适应n nDas,McCollum,1988;Palta,1991;运动控制的模型与理论运动控制的模型与理论传统的运动控制模型：反射模型 等级模型 闭环和开环系统模型现代的运动控制模型：系统模型反射模型反射模型(reflexmodel)n n反射：在中枢神经系统的参与下，机体对外界刺激即感觉输入所作

5、出的规律性的或较为固定的反应。是经典的运动控制模型n n理论基础:SirCharlesSherrington实验研究证实(1906),刺激去大脑皮质动物的特定感觉感受器,诱发出各种不同固定或刻板的运动。反射模型反射模型核心思想：n n反射是运动的基本单位;n n人体运动是各种反射的总和或整合的结果;人体复杂运动人体复杂运动:简单反射简单反射(腱反射腱反射)+)+复杂反射复杂反射(Moro(Moro反反射等射等)n n运动反应的中枢控制依赖外周感觉输入(反射弧完整);n n感觉输入能够控制运动的输出神经促进技术理论基础（破坏平衡诱发平衡运动反应）。脊髓层面的反射脊髓层面的反射牵张反射n腱反射（位

6、相性牵张反射）-快速牵拉肌腱产生肌肉反射性收缩，单突触反射，快肌收缩，可见关节活动，短暂。n肌紧张（紧张性牵张反射）-缓慢持续牵拉肌腱引起的肌肉收缩，多突触反射，慢肌收缩，不表现明显动作，持久。姿姿势势反反射射-直直立立是是人人体体经经常常保保持持的的姿姿势势，一一旦旦常常态态姿姿势势受受到到破破坏坏后后，身身体体肌肌肉肉张张力力立立即即发发生生重重新新调调整整，以以维维持持身身体体的的平平衡衡或或恢恢复复正正常常姿姿势势，这这种种保保持持或或调调整整身身体体在在空空间间位位置置的的反射称姿势反射。反射称姿势反射。脑脑干干层层面面的的姿姿势势反反射射脑脑干干层层面面的的姿姿势势反反射射n n紧

7、张性迷路反射n n仰卧位：上下肢伸肌优势n n俯卧位：上下肢屈肌优势n n紧张性腰反射n n躯干向右扭转：n n右上肢屈肌优势，下肢伸肌优势右上肢屈肌优势，下肢伸肌优势n n左上肢伸肌优势，下肢屈肌优势左上肢伸肌优势，下肢屈肌优势脑干层面的姿势反射脑干层面的姿势反射大脑层面的反射维持平衡大脑层面的反射维持平衡特殊平衡反射特殊平衡反射 保护性伸展反应保护性伸展反应保护性伸展反应保护性伸展反应 跨步及跳跃反应跨步及跳跃反应（1）交互抑制某一中枢兴奋时，在功能上与他相对抗的中枢便发生抑制的现象。如主缩肌与拮抗肌的关系。本质为突触后抑制。神经反射的特点神经反射的特点（2）扩散一个中枢的兴奋引起协同中枢

8、的兴奋，称为兴奋的扩散；一个中枢的抑制引起协同中枢的抑制，称为抑制的扩散。如一侧肢体的兴奋可以扩散到对侧肢体。（3）优势现象在中枢神经系统内，当某一中枢受到较强刺激，其兴奋水平不断提高，这个提高兴奋水平的中枢，称兴奋优势灶，它能综合其他中枢扩散而来的兴奋，提高其自身的兴奋水平，对其临近中枢却发生抑制作用。（4）反馈是中枢神经系统高位和低位中枢之间的一种相互联系、促进、制约的方式。神经元之间的环路联系是反馈作用的结构基础。反馈活动有2种，使原有活动加强和持久的正正反反馈馈，使原有活动减弱或终止的负负反反馈馈，起到促进活动出现，保持活动适度，防止活动过度的作用（运动、激素的反馈调节）。反射模型反射

9、模型-局限性局限性n n感觉非运动反应之必须无感觉输入仍有协调运动无感觉输入仍有协调运动(猫的脊髓横断猫的脊髓横断)；下肢严重感觉障碍出现轻度协调运动障碍下肢严重感觉障碍出现轻度协调运动障碍;n n无法解释快速而连续运动的产生n n无法解释新的运动技能学习n n大脑皮层意念对运动反射的控制(憋尿、意念对疼痛和平衡的干预）n n人体发育完善后的原始反射的消失等级模型等级模型n n中枢性运动控制（自上而下）大脑皮质、脑干和脊髓按照高、中、低水平由大脑皮质、脑干和脊髓按照高、中、低水平由上一级水平对下一级水平依次进行控制（上一级水平对下一级水平依次进行控制（19321932年神经年神经学家学家Sir

10、SirHughlingsHughlingsJacksonJackson）；）；n n运动程序（motorprograms)管理运动：中枢预先设定的命令支配外周运动，不受外周反馈影响中枢预先设定的命令支配外周运动，不受外周反馈影响等级模型等级模型大脑大脑小脑小脑基底节基底节脑干脑干脊髓脊髓肌肉骨肌肉骨骼系统骼系统运动控制器运动控制器效应器效应器运动运动程序输入程序输入指令指令输出输出高水平（随意运动控制）中等水平低水平（反射运动控制）控制结果的行为表现神经神经-运动等级调控运动等级调控n n高级中枢实现对反射的逐级控制脊髓水平脊髓水平 （moremore、屈肌退缩反射）屈肌退缩反射）延髓水平延髓

11、水平 （粗大运动）粗大运动）中脑、桥脑水平中脑、桥脑水平 （姿势、调整反射）（姿势、调整反射）大脑皮层大脑皮层 （随意、精细、共济、协调、平衡）（随意、精细、共济、协调、平衡）原始反射被抑制，实现中枢运动控制下的随意运动原始反射被抑制，实现中枢运动控制下的随意运动脊髓对躯体姿势的调节脊髓对躯体姿势的调节脊髓的牵张反射（腱反射和肌紧张）作用肌紧张是维持躯体站立姿势最基本的反射活动，是姿势反射的基础；伸肌牵张反射占优势，受高位中枢调节控制；高位中枢对脊髓伸肌反射中枢有易化作用，对屈肌发射中枢有抑制作用；脑干网状结构对肌紧张的调节脑干网状结构对肌紧张的调节网状结构从延髓、脑桥、中脑、直至丘脑底部这一

12、脑干中央部分的广泛区域中神经细胞和神经纤维交织在一起呈网状。l网状结构上行系统形成非特异性传入系统：接受来自全身各部位的传入冲动，通过许多突触由丘脑非特异投射系统传至大脑皮层；l网状结构下行系统形成网状脊髓束，构成椎体外系重要组成，对脊髓反射起易化或抑制作用。n n网状结构下行易化系统：对肌紧张起易化作用（伸肌）；易化区大：延髓网状结构背外侧、脑桥背盖、中易化区大：延髓网状结构背外侧、脑桥背盖、中脑灰质及背盖、下丘脑部分核群等脑灰质及背盖、下丘脑部分核群等n n网状结构下行抑制系统：对肌紧张起抑制作用（屈肌）。抑制区小：延髓网状结构腹内侧部分等小脑在运动控制中的调节小脑在运动控制中的调节（1）

13、小脑是重要的运动控制调节中枢，其本身不引发动作；（2）对动作起共济协调作用，可以调节肌紧张、控制躯体姿势和平衡，协调感觉运动和参与运动学习过程；（3）精细运动的协调；基底神经节的调控作用基底神经节的调控作用接受来自感觉运动皮质的信号，并将信号加工后传送到脑干网状结构，再下行到脊髓；调节运动功能的重要作用，它与随意运动的稳定性、肌紧张的控制、运动程序和本体感觉传入冲动信息的处理有关；为一切运动提供必要的为一切运动提供必要的“配合活动配合活动”大脑皮质在运动控制中的调节大脑皮质在运动控制中的调节大脑的反射与调控-平衡反射（见前表）大脑对下位中枢的调节抑制区：皮层运动区、纹状体、小脑前叶蚓部易化区：

14、前庭核、小脑前叶两侧部它们与脑干有关结构具有功能联系，实现对脑干网状结构、脊髓的控制大脑与低位中枢的相互调控（等级调控）大脑与低位中枢的相互调控（等级调控）大脑是神经系统的高位中枢，小脑、脑干、脊髓是大脑的低位中枢，正常情况下，低位中枢受高位中枢的控制高位中枢通过下行易化系统使低位中枢反射活动易化；高位中枢通过下行抑制系统减弱低位反射活动；神经神经-运动调控发育（等级理论）运动调控发育（等级理论）脊髓水平脊髓水平 （肌紧张、牵张反射）（肌紧张、牵张反射）延髓水平延髓水平 （粗大运动）粗大运动）中脑、桥脑水平中脑、桥脑水平 （姿势、调整反射）（姿势、调整反射）大脑皮层大脑皮层 （随意、精细、共济

15、、协调、平衡）（随意、精细、共济、协调、平衡）出生时出生时幼儿期幼儿期成人成人抬头抬头翻身翻身爬行爬行坐位坐位坐位平衡坐位平衡跪位跪位站立站立站立平衡站立平衡扶走扶走独立步行独立步行椎椎体体束束椎椎体体外外束束锥体束的功能锥体束的功能调节脊髓前角运动神经元和中间神经元的兴奋性，易化或抑制由其它途径引起的活动，特别是在快速随意控制肌肉的精细、协调运动中起基本作用。组成：它是由皮质运动区锥细胞发出的神经，经内囊处汇聚成束下行，止于脑干神经核运动神经元（皮质脑干束）和脊髓运动神经元及中间神经元（皮质脊髓束），在锥体束下行过程中一部分交叉至对侧。锥体外束（网状下行系统）功能：锥体外束（网状下行系统）功

16、能：不经过延髓锥体，作用不能直接迅速抵达下运动神经元，不能引起肌肉的随意收缩，只是影响运动的协调性、准确性；通过影响肌张力来维持人体的正常姿势。它具有对大脑皮质呈反馈作用的环路联系。在机能上参与调节肌肉紧张度，协调肌肉的联合活动以维持身体的姿势，进行节律动作等。n n锥体束随意运动，锥体外束调控肌张力n n各种反射受到锥体外束的调控n n意识控制人体的各种反射和运动随意运动的产生和调控随意运动的产生和调控闭环与开环模型闭环与开环模型受到自动控制系统理论影响，将运动控制的受到自动控制系统理论影响，将运动控制的信息加工模型分为：信息加工模型分为：n n闭环控制模型（闭环控制模型（closed-loop-controlmodel)n n开环控制模型（开环控制模型（open-loop-controlmodel)闭环控制模型闭环控制模型closed-loopcontrolmodel命命 令令运动运动执行控制器执行控制器肌肉活动肌肉活动错误纠正错误纠正错误检测错误检测各种运动参数（方向、各种运动参数（方向、各种运动参数（方向、各种运动参数（方向、速度等）速度等）速度等）速度等）反馈反馈闭环控制模型