Motorik
Supraspinala
mekanismer
2013
Pertti Panula
Institutionen för biomedicin
Och
Centret för neurovetenskap
15.1 Overall organization of neural structures involved in the control of movement.
15.2 Organization of lower motor neurons in the ventral horn of the spinal cord. (Part 1)
15.2 Organization of lower motor neurons in the ventral horn of the spinal cord. (Part 2)
Ryggmärgens nedåtgående
reglering
• Lägre motoneuroner är somatotopiskt
organiserade
• Medialt lokaliserade celler innerverar axiala
muskler och lämmarnas proximala delar
• Laterala delar innerverar lämmarnas distala
muskler
• Lokaliseringen är viktig för kontrollen av
kropsspositioner
15.3 Somatotopic organization of lower motor neurons in ventral horn at cervical level of spinal cord.
Interneuroner i ryggmärgen
• Neuroner i mediala
delar av ventrala
hornen sträcker sig
över flera segment och
innerverar bilateralt
• Neuroner i laterala
delar innerverar bara
ett par segment
Övre motoneuroner: organisation
• Banorna till mediala celler börjar från vestibularkärnorna
och formatio reticularis (postionskontroll)
• Övre motoneuroner för laterala celler finns i motorisk
hjärnbark
• Colliculus superior innerverar halsområdets mediala
cellgrupper (positionen av nacken och huvudet, visual
kontroll)
• Nucleus ruber innerverar halsryggmärgens laterala celler
(proximala muskler i armarna)
Nedoåtgående banor:
organisation
Var finns formatio reticularis?
Mekanismerna för positionskontroll
Direkta och indirekta banor från
hjärnbarken till ryggmärgen
Primär motorisk hjärnbark och
premotorisk hjärnbark
Kortikospinalbanan
• Axonerna i capsula interna
• Bildar den laterala
kortikospinalbanan
• Största delen korsar,
resten bilda den ventrala
kortikospinala banan
Muskeltonus
• Extensortonus underlättar stående och
upprätthållandet av positionen
• Afferenta fibrer av Ia-typ från muskelspindel
upprätthåller alfamotoneuronernas aktivitet, som
behövs för muskeltonus
• Skador i alfa-motoneurononer eller Ia-fibrer
sänker tonus
• Skador i nedåtgående banor från hjärnan höjer
• Hög tonus kan lösas: skada spinalganglier eller
bakre rötterna
Babinski reflex
Motoneuronernas skador
• Babinski positiv innan utvecklingen av övre
motoneuroner och efter deras
• Spasticitet: ökad muskeltonus, hyperaktiva
reflekser och
• Orsaken till spasticitet: saknande inhibition
av vestibularkärnorna och formatio
reticularis
Motoriska delar av basalganglierna
Nucleus caudatus och putamen
• putamen och nucleus caudatus är de
viktigaste mottagande kärnor
• Medelstora neuroner försedda med
hullingar (medium spiny neuron, MSN) är
den viktigaste celltypen
• MSN integrerar inkommande innerveringen
från cortex, talamus och
• Innerveras av nästan hela cortex
Inkommande innervering till
basalganglierna
Kortikala områden som innerverar
Nucleus caudatus och putamen
Innerveringen av nervceller i
putamen
Medelstora celler i putamen
(MSN)
• Ingen aktivitet utan stimulering
• Aktiveras innan förelsen startar (även flera
sekunder)
Basalgangliernas förbindelser
Utgående innervering från
basalganglierna
Utgående innervering från
basalganglierna
Disinhibitorisk nervnät
Den direkta och indirekta banan i
basalganglilerna
Parkinsons sjukdom
• Dopamincellerna i substantia nigra
degenerar
• både D1-receptorberoende aktivering
(direkt bana) och D2-receptorberoende
inhibition (den indirekta banan) inaktiveras
• Båda leder till minskning av den indirekta
aktiveringen av hjärnbarken och svårigheter
att starta rörelser
• Taxation should be in proportion to an individuals’s
ability to pay
• Excise taxes on necessities of life should be
abolished
• Workmen should not be imprisoned for uniting to
obtain an increase in wages
• Punishment should be proportional to the severity
of the crime
• Provisions should be made to aid the aged and
disabled who could not support themselves
• Tradesmen who became bankrupt should not be
imprisoned
Mekanismerna i Parkinsons sjukdom
Mekanismerna i Huntingtons
sjukdom
Lilla hjärnans struktur
Lillhjärnan
• Cerebrocerebellum (största delen av laterala
domäner, fibrer från hjärnbarken, nogrannt
reglerade rörelser)
• Vestibulocerebellum (banor från
vestibularkärnorna, reglering av position
och balans)
• Spinocerebellum (banor från ryggmärgen,
finreglering av rörelser)
Funktionella delar av lillhjärnan
Lillhjärnan (hjärnstammen borta)
De viktigaste kontakterna av lillhjärnan
Lillhjärnans kontakter med
storhjärnan
• Till motoneuroner i Nucleus ruber
• Till lagren i colliculus superior
• Via dorsal talamus till motorisk hjärnbark
och premotorisk hjärnbark
Lillhjärnans förbindelser till övre
motoneuroner motoneuroniin
• Lillhjärnskärnorna innerverar ventrolaterala
kärnor i talamus
• Talamiska kärnorna innereverar motorisk
och premotorisk hjärnbark
• På detta sätt kontrollerar lillhjärnan de övre
motoneuronerna som reglerar muskler
ansvariga för komplicerade rörelser
Funtionell organisation av
lillhjärnans innervering
Lillhjärnans inkommande
innervering
• Parietalkortex, lobus
parietalis (visual och
somatosensorisk)
• Limbisk hjärnbark
(cortex cinguli)
• Frontal hjärnbark,
lobus frontalis
(motorisk)
•
•
•
•
•
•
•
Nucleus ruber
Colliculus superior
Selkäydin (N. Clarke)
Vestibularkärnorna
Formatio reticularis
N. olivarius inferior
locus coeruleus
Lillhjärnans inkommande innervation
Hjärnbarkens områden som
innerverar lillhjärnan
Somatotopisk organisation av
lillhjärnan
Lillhjärnan reglerar hjärnbarken
Utgående innervation från lillhjärnan till
hjärnbarken
Förbindelserna mellan lillhjärnan
och stora hjärnan
Lillhjärnbarkens celler
Innerveringen av Purkinjeceller
Förbindelser mellan
lillhjärnbarken och dess kärnor
Lillhjärnans skador
• Skador försvårar finreglering och
koordination av pågående rörelser
• Rörelserna blir knyckande och inexakta
(ataxi)
• Lillhjärnan korrigerar inte längre rörelser
• Skada på samma sida som funktionella
problem
• Alkoholister: skada i framdelen leder till
problem att kontrollera benens rörelser
Zebrafish (9 dpf, 210 hpf), catecholaminergic and
serotonergic system (Kaslin et al. in preparation)
TH/5-HT
Locus coeruleus neuron – histaminergic contacts
Zebrafish (7 dpf), whole HA-ergic system (Kaslin and
Panula, J Comp Neurol 2001)
Telencephalon
Resolution: XY=0.488 mm
XZ=0.600 mm
Diencephalon
Medulla
100 mm
Effect of 6-OHDA on zebrafish movement
Peitsaro et al. 2004
Intresserad av neurovetenskap?
• Möjligheter finns till fördjupade studier och
avhandlingsarbete inom tex. Motorisk
reglering, addiktionsmekanismer på möss,
råttor och sebrafiskar, även på människans
postmortemmaterial
• Kontakt: Pertti Panula 19125263, 0405922323, [email protected]
