PBL Fall 8: Motorik


Fallet

Person tappar muskelstryka på vänster sida av kropopen; ben, arm och mungipa (ej ögonbryn). Kommer in och inget syns i hjärnana på CT. Reflexer osv är något nedsatt. Efter några dagar ser man på CT att skada skett på vänster hjärnhalva, samt stegrade reflexer och positivt babinskis. 

Studiemål

  • Hur förlöper motoriska banor (detaljerat)
    • Hur de löper
    • Hur de moduleras av andra strukturer
    • Från tanke till muskelkontraktion
    • Muskeltonus
  • Vilka kärnor/strukturer är involverade
  • Samspel mellan afferent och efferenta banor
  • Sammankoppling mellan sensoriska och motoriska areaor i hjärnan
  • Hur fungerar muskelkontraktion (cellulärnivå)
  • Vilka kranialnerver kan vara påverkade i fallet
    • Lokalisation och funktion
  • Reflexbågar funktion

 

Kursmål

Rörande motorcortex och övergripande motoriska funktioner bör studenten kunna beskriva:

  • Motor cortex topografiska organisation (känna till motorisk Homunculus och Jackson epilepsi).
  • Motor cortex kolumnära organisation.
  • Översiktligt motor cortex roll i voluntär motorik.
  • Pyramidbanans anatomi och funktion i motorik.
  • Samverkan mellan primära motor cortex, supplementära motor arean, premotor cortex och posteriora parietala cortex vid normal motorik. Översiktligt redogöra för symptombilder vid skada på de olika områdena. Särskilt kunna beskriva apraxi.
  • Olika descenderande motoriska banor som utgår från hjärnstammen (rubrospinala, reticulospinala, tectospinala och vestibulospinala banan). Detaljkunskaper kring deras roll i fenomenet decerebreringsrigiditet är ej nödvändig.
  • Hur Babinskis tecken ser ut och dess innebörd avseende var en skada sitter. - I detalj, skillnader mellan skador på "övre" och "nedre" motorneuron.
  • Du skall kunna förklara hur huden medverkar till att upprätthålla kroppens homeostas, samt kunna beskriva de cellkomponenter som bidrager till det och hur de fungerar
  • Du skall kunna beskriva hur hår och naglar är uppbyggda och hur deras tillväxt sker
  • Du skall också kunna förklara sådana fenomen som
    • "gåshud"
    • "solbränna" 
    • "sårläkning i huden"

Tentafrågor

  • Vilken information detekteras av muskelspolen?
  • Hur justeras känsligheten i muskelspolen?
  • Vilken information detekteras av Golgi senorgan?
  • Vilken är pyramidbanans huvudfunktion?
  • Ange två områden i CNS där det finns nervcellskroppar som ger upphov till pyramidbanan?
  • Nämn tre saker som generellt kännetecknar en reflex?
  • Ge exempel på två olika spinala reflexer och beskriv dem kortfattat.
  • Vad är en CPG? Skriv ut förkortningen, förklara kortfattat innebörden och ge ett exempel (i djur eller människa) på var den/det används.

 

Sammanfattning

 Muskler

Muskler kan delas in i tre olika kategorier

  • Skelettmuskel:
    • Består av långa starka fibrer som kan sträcka sig ändra från bäcken till knäet.
    • Har flerkärniga celler
  • Hjärtmuskel
    • Består av fibrer som är kortare än skelettmuskulatur
  • Glatt muskel
    • Är inte lika stark men istället mer uthållig och kan utföra långa synkroniserade rörelse (tarm, svalg osv)

 

Syncytium:  "låda", d.v.s. "cell" är en flerkärnig cell som bildats genom sammansmältning av enkärniga celler, till skillnad från en cenocyt som är en flerkärnig cell som bildats genom upprepade delningar av kärnan, men utan åtföljande cytokines.

Sacromerer

Muskelfibrer består av flera sacromere liggandes i rad efter varandra. Det är dessa som drar ihop sig och slappanar av för att bilda muskelrörelse. Dessa är ihopkopplade med något som kallas för Z-disk.

I en sarcomere finns där två typer av filament som går varannan, parallelllt med varandra

  • Tunna (Actin) - En Helix- struktur
    • Två långa polymerer tvinnas för att bilda en lång struktur.
    • Blå fiber blandat i detta med Troponin:
    • Strukturen har sedan Tropomyosin på sig:
  • Tjocka (Myosin) - Tvinnade filament
    • På sidorna hittas Myosin-huvud: Dessa används för att ta tag i Actin och göra en rörelse av muskel.
  • Elastiska (Titin)
    • Sitter vid kanterna av Myosin och kopplar ihop dem till Actin i Z-disken till nästa sacromere.

Det finns olika "band" fördelat i struktiuren, enligt:

  • Z-disk: Där två sacromere möts, blir som en Z-struktur (Strukturen går som Z:an.)
  • I-band, den delen där bara Actin och Titin finns (blir som prickar i tvärsnitt, massa I). Den na strecker sig över två Sacromerer.
  • M-Line: Där bara Myosin finns och kopplar ihop av hjälp protein. (M som i strukturen som bildas, inget prickar I).
  • A-band: Där allt är (A som i Attach) dock inte kanterna där bara Actin är, det är alltså hela delen med tjock Myosin, utan bara ytan där Myosin finns och således bara där en koppling kan ske.
  • H-Zone: Har bara "heavy" (tjocka) fillament, alltså Myosinen. Blir även detta som prickar (tjocka) i tvärsnitt.

När en muskelkontraktion sker är det Z-diskarna som dras närmare varandra. Därför minskar även I-zonen, däremot är A-bandet samma i storlek!

 
 
 
 
  • Man får dålig muskelstyrka om man t.ex. har sträckt ut muskmeln för långt. Detta beror på att färre Myosin överlappar med Actin och därmed får färre fästen (styrka).
  • För att Myosin ska släppa från Actin behövs ATP. När man dör kommer ATP att sluta produceras och därför lossnar inte dessa från varandra. Detta är anledningen till likstelhet (Rigor Mortis)

 

Skelettmuskel

Kroppen har skelettmuskler som kan styra våra ben, armar osv genom t.ex. vilja. Deras minsta enhet är Sarcomerer

Namnginving: Muskelcell, Muskelfibrer eller Myocyte är samma sak!

 

Muskelcell

Andra celler

Sarcoplasm

Cytoplasm

Sacroplasmic Reticulum

Smooth Endoplasmic Reticulum

Sarcosome

Mitokondire

Sarcolemma

Cellmembran

 

Kroppen har även ett system för att behålla kroppstemperatur genom att reglera musklerna. Detta då man vid kyla skakar på musklerna för att bilda värme i utbyte mot energi. Detta kan även ske vid feber eftersom kroppstemperaturen och punkten då reflexerna aktiveras har förskjutits.

 

 

En muskel är uppdelad i nivåer enligt (minsta till största)

  • Sacromere: Minsta delen, Z-disk till Z-disk
  • Myofibril: Ihopkopplat flera Sacromerer.
  • Muskelfibrer/Muskelcell/Myofibrer
    • Erbjuder hög koncentration av Ca2+ joner som är vikta för rörelsen.
    • Ligger som ett nät bland Myofibril
    • Kopplar mellan Saroplasmic Reticulum och Myofibril i cellen.
    • Kopplar genom cellmembranet och ut.
    • Rundar varje Sacromere.
    • Skickar signaler vidare till djupare delarna av muskel och ser till att alla fibrer jobbar samtidigt.
    • Myofibril hamnar i Sarkoplasm av muskelcellen (massor, de är fyllda)
    • Sarkoplasm är namnet för muskelcellens Cytoplasma
    • Sarcoplasmis Reticulum
    • Sarcolemma, cellmembranet är speciellt och har eget namn.
    • T-Tuber (Transverse, vinkelrätt) kopplade som går vinkelrätt in bland fibrerna
    • Har membran runt sig som heter Endomysium
    • Flera cellkärnor som ligger uttrycka mot kanterna då cellerna är välfyllda med fibrer.
  • Fascicle: Innehåller flera muskelfibrer/celler
    • Har även nerver och kapillärer för att försörja musklerna
    • Har membran runt sig som kallar Perimysium
  • Muskel: Har flera Fascicle inbäddade i sig med ett membran runt (Epimysium)

Alltså (största först till minst):

  • Muskel (Epimysium runt)
  • Fascicle (Perimysium runt)
  • Muskelfibrer (celler)
  • Myofibril (Endomysium runt)
  • Sacromere - Minsta muskelenheten.

 

 
 

Muskler växer inte genom att dela sig utan när man tränar kommer musklerna bygga mer myofibrin och därför öka styrkan och storleken:

  • Hypertrofi - ökar i storlek
  • Hypotrofi - minskar i storlek

Det finns sedan indelat även olika typer av skelettmuskler och varierar både på genetik och på miljö (träning). Därför är olika människor olika bra anpassade för olika övningar.

 

  • Typ I (1)
    • Hög koncentration Myoglobin (bär syre i muskler) och mitokondrier
    • Eftersom den har mycket Myoglobin är den röd!
    • De bryter ner ATP långsamt och är därför långsamma men uthålliga.
    • Hittas normalt i Ryggen eller andra muskler som har med hållning att göra.
  • Typ II-A (2)
    • Snabbare än typ I och är även de röda (mycket Myoglobin)
    • Bryter snabbt ner ATP och är därför snabbare muskler men är därför också lättare att utmatta.
    • Hittas i muskler t.ex. Benen
  • Typ II-B (2)
    • Vita muskler som har låg nivå Myoglobin
    • Bryter ner ATP snabbt och blir därför snabbt utmattade.
    • Har hög nivå av glukos
    • Hittar typiskt i armarna

 

 

Typ I

Typ II A

Typ II B

Kontraktionshastighet

Långsam

Oxidativ

Snabb

Oxidativ

Snabb

Glykogenisk

ATP produktion

Syre

Syre

Syrefattigt

Fiberdiameter

Lite

Medium

Stor

Utmattningshastighet

Låg,

Timmar

Medium,

Minuter

Snabb ,

Sekunder

Mitokondirer

Många

Många

Myoglobinmängd

Hög (röd)

Hög (röd)

Låg (vit)

Primära energikälla

Fetter

Glykogen
Kreatinfosfat

Glykogen

Kreatinfosfat

 

 

 

Kontraktion av muskel

Stegen som går för att aktivera en muskel. Viktigt är begreppet "Muskeländplatta" (Neuromuscular Junction)  som innebär kopplingen mellan synaps och dess muskelden innerverar. Detta sker genom en process jag kommer dela upp i två delar.

  1. Själva synapsen och signalering till muskelcellen och hur detta propagerar till alla Sacromerer.
  2. Hur Actin och Myosin samarbetar för att få rörelse i musklen. 

 

 

Excitation-Contracion Coupling

  • Aktionspotential leder genom nerverna och axonen fram till motändplattan (presynaps till muskelsynaps)
  • Acetylkolin exciteras från presynapsen och ut i rummet mellan till muskel (1)
  • Acetylkolinet binder till membranprotienet på Sarcolemma och depolariserar dess membran.
  • T-tuberna gör att aktionspotentialen sprider sig in över hela muskelcellen! (2)
  • Aktivering av kanalerna i Sarcoplamisk reticulum(liknande ER) - spänningskänslga
  • Detta leder till att Ca+2 kommer utsöndras från Sarcoplasmisk reticulum (3)

 

  • När kalcium som nu har frisatts vid Sarcosomerna binder in till Troponin, tvingas en  konformationsändring fram som även gör att Tropomyosin ändrar sig och vrider Actin till att exponera bindningsplats (Myosin bindingsplats). (4)

Cross Bridge Cycle

  • Myosin huvudet binder nu in till Myosin bindningsplats som finns på Actin. (5)
  • För att det ska ske måste Myosin huvudet vara ADP bundet och därför måste ATP bort och ADP + Pi bildas.
  • Nu har Myosin-huvudet ändrat form och kan binda in, rakt upp.
  • ADP+Pi lossnar och då görs en förflyttning: Power Stroke
  • ATP kan nu åter binda in, vilket får Myosin huvudet att släppa från Mysin binding site på Actin och Ca+2 släpper också.
  • En cykel är nu fullföljd

 

 

Resultatet av denna långa process blir att man drar Z-diskarna mot varandra och vi får en kontraktion av muskel, Power Stroke. -T-tuben ser till att man får en enhetlig och snabb rörelse i hela muskel. Ca2+ ser till att Actin exponerar sina bindningsplats för Myosin. Det är när ATP binder in till Myosin huvudet som de släpper, vilket är anledning till vi blir stela när vi dör, ATP slutar produceras.

 
 

 

När flera nervimpulser skickas tätt kommer det att leda till Summation, alltså att fler och fler motorenheter aktiveras. Henemann's size principle innebär att lättare enehter aktiveras först och större sist. Detta möjliggör finmotorik först och stora grupper sist för mycket kraft.

En Twitch är när en AP kommer och får musklerna att röra sig en cykel och Tetanus är när den når sitt max av aktivering, vilket kan ske med hjälp av Summation. 

  • Isometrisk kontraktion innebär att muskelns längd är konstant medan spänningen ökar
  • Isotonisk kontraktion innebär att muskeln förkortas under konstant belastning (förutsatt att kraftutvecklingen i muskeln överstiger belastningen som lagts på).

 

Muskeltonus
Muskler har alltid en viss sträckning och detta gör att kretsen går runt och kopplar via Typ 2 afferenter och skapar en muskeltonus reflexmässigt. Definieras som motståndet i passiv stretch.

Hjärmuskel - kontraktion

Motorenhet

En motorenhet är  en nercell och alla dess muskelceller som den innerverar, alltså kan den bestå av flera muskelceller men bara en nervcell. Ju mer krävande arbete man utför, ju fler motorenheter måste samverka för att klara av uppgiften. Det är de lättast aktiverade som startar först (minsta) och sedan byggs på med de större. Detta kan testas genom att se musklerna aktivera när man lyfter något tyngre (eller spänner armen).

Alltså: Motorenhet = Motor neuron + alla muskelceller de kopplar till

 

  • En motorenhet som har fler muskelceller kan utföra ett större arbete eftersom de innehåller mer fibrer och är större.
  • Antalet motorenheter kommer i sin tur också att påverka hur stort arbete man kan utföra. Alltså om flera motorenheter aktiveras, så kommer fler muskelceller aktivera.
  • Tillslut har vi även storleken på muskelcellerna som spelar roll. Vältränade och tjocka celler har möjlighet att utföra större arbete, vilket gör att träning ökar vår styrka.

 

Rörelsetyper

Reflexer

  • Ofrivilliga respons på stimuli.
  • Kooridnerade
  • Utlöses av externt stimuli
  • Medieras av CNS

Rythmisk CPG

  • Krets i ryggmärgen som skapar en rythmisk aktivering av neuron.
  • Rythmiska rörelser som: Svälja, kräkas, gå.
  • Kan aktiveras spontant av spontant eller från pereferi.
  • Kan anpassas från hjärna.

Frivillig

  • Ofta ett meningsfullt mål
  • Medvete
  • Planerat

 

Reflexer

Definitionen: En automatisk, ofrivillig respons på ett stimuli, medierad av CNS. Reflexer är stereotypa och konstanta. Samma stimuli ger samma respons.

Det finns fler olika typer av reflexer (mer detaljer senare) och man kan säga att en reflex består av en typ av sensor som reagerar på något som kan vara skadligt och därför skickar signal till ryggmärgen för snabb hantering utan att fråga hjärnan.

 

Vissa gånger krävs det komplicerade sekvenser för att en reflex ska fungera. Detta kan vara att en muskel ska inhiberas medan annan aktiveras (t.ex. för att flytta bort benet), då krävs inter-neuron som inhiberar rätt muskler. Andra fall kan vara där ben ska dras bort och muskler på andra sidan av kroppen måste vara beredd på att aktivera för att behålla balansen. Enklast är det med monosynaptiskt där en input bara kräver att en muskel slutar aktiveras. Dessa som aktiverar skelettmuskler är Somatiska reflexer. Intressant detalj kan vara att reflexer kan fungera även om ryggmärgen inte kopplas till hjärnan längre. Hjärnan får dock reda på reflexer senare och kan därför få viss typ av inlärning.

 

En reflexbåge har 5 steg:

  1. Receptor stimuleras
  2. Känselneuron triggas
  3. Integration i ryggmärgen
  4. Motorneuron triggas
  5. Muskler signaleras

  

En receptor kan vara t.ex.

  • Muskelspole (längd)
    • Känner av längden och längdförändringar i muskel.
    • Denna kan styras och ställas in för att ändra känsligheten
    • Ligger som intrafusala fibrer i musklerna
  • Golgi senorgan (spänning, s, senorgan)
    • Känner av belastningen på muskel och därmed senan.
    • Eftersom senorna är starkare än musklerna är det främst musklerna som rör sig först.
  • Smärtsenor
    • Våra vanliga sensorer kan ta emot smärtstimuli som utlöser skyddsreflexer.

 

Muskelspole

En viktig detalj med muskelspolen är också att den kan ändra sin inställning för hur känslig den är och följa muskelns form, alltså anpassa sig. Detta sker genom ett var neuronen som är ett kontroll-neuron:

  • Gamma neuron: Styr känsligheten i muskelspolen
  • Alfa neuron: Styr muskeler!

Normal arbetar båda samtidigt för att alltid kunna ge information om musklen. Skulle gamma-neuronen inte jobba med muskelspolen, skulle den när muskeln drar ihop sig, bli ett slapp och sluta sända signaler.

Sträckreflexen (Stretch)

Om man tar exempel med patella-reflexen (knä) så kommer det att behövas inhibera hamstring och aktivera quadriceps i benet för att få en rörelse. Spänner man båda stannar benet. Därför krävs ett interneuron som inhiberar hamstring.

Gemensamt för stäckreflexen är att de är monosynaptiska och ipsilaterala (samma sida).

  1. Slag på patellasenan
  2. Muskelspole känner av kraftig rörelseändring i quadriceps
  3. Signal in i dorsalhornet och kopplar direkt mot över till
  4. Interneuron kopplas in för att inhibera
  5. Motorneuron till hamstring inhiberas av Interneuron medan quadriceps stimuleras genom ett eget direkt motorneuron.

 

Senreflexen (tendon)

Denna reflexen, till skillnad från sträckreflexen ser till att musklerna släpper sin dragning helt om det blir för stor belastning, alltså inhiberar aktiviteten helt som skulle kunna få senan att gå av. Detta är ett exempel på när man ser någon lyfta något väldigt tyngt och plötsligt bara släpper. Reflexen har gått in i ett försök att undvika skador.

  1. Quadriceps drar ihop sig kraftigt
  2. Golgi senorgan känner detta och får belastning
  3. Signal in i dorsalhornet och kopplar direkt mot över till
  4. Interneuron kopplas in för att inhibera inblandade muskler
  5. Inhibation av hamstring och Quadriceps skickas ut och hindrar därför fortsatt belastning på sena

Bortdragningsreflexen (flexor)

Dessa är till för att skydda oss från farliga situationer och kan överskriva det som händer från andra reflexer, dock kan fortfarande hjärnan påverka även dessa reflexer. Man kan få det kollateralt när man t.ex. trampar på något vasst och på så sätt måste sätta över balansen på andra benet samtidigt som man drar upp den där smärtstimuli finns. Dessa system kan vara ganska komplicerade med både muskler som ska inhiberas och aktiveras, på båda sidor av kroppen.

Samma effekt kan ses när någon drar i ens arm, man tar ena tillbaka och andra trycker ifrån. 

  1. Trampar på något vasst
  2. Känselceller känner av smärtan och signalerar
  3. Signal in i dorsalhornet och kopplar direkt mot över, båda på samma sida och motsatt.
  4. Interneuron kopplas in för att inhibera ena muskeln och aktivera andra
  5. Motorneuron aktiverar musklerna på benet som inte blivit skadat, samtidigt som det dra ifrån där smärtan uppstått.

 

 
 

Inlärning och kontroll av reflex

Det finns olika sätt att styra eller lära sina reflexer. Man kan försöka genom att hålla emot med sina muskler, fast det finns även andra sätt, som:

  • Habitering - Upprepade ofarliga stimuli ger minskat svar
    • Är när man lär sig att minska ett reflexsvar eftersom man lärt sig att konsekvensen av det som utlöser en reflex inte var skadlig.
  • Sensitering - Upprepade skadliga stimuli ger ökat svar
    • När man ökar känsligheten för en reflex ska ske, genom att skada har inträffat vid en viss händelse och på så sätt ökar svaret för att undvika skador.
  • Suggestion - Påverkan från högre strukturer i CNS
    • Detta är när man bygger upp en förväntan och på så sätt levererar ett reflexsvar som egentligen inte skulle komma (eller inte lika stort).
    • Exempel är att man säger man ska sticka med kniv på undersidan av foten, ber personen titta bort och sedan tar en grov penna (som inte gör ont). Personen kommer ge ett kraftigt reflexsvar som om det var något farligt.

 

Motorneuron

Man kallar de neuron som har sin cellkropp i hjärnan för ett övre och det motorneuron som finns i ryggmärgen (distalt) för ett nedre. De övre motorneuronen skickar inte bara signaler om som är exitatoriska (ESPS) utan även inhibitoriska (ISPS). 

Får man skada på ett övre motorneuron så kommer inga inhibitoriska signaler att skickas och på så sätt kommer reflexerna bli överdrivna. I Babinskis tecken fallet tror man att hjärnans styrning av hur musklerna ska fungera är essentiella för hur tecknet ska visa sig. Om koppling till hjärnan kapas, kommer det genetiska svaret att ges, vilket är felaktigt för oss människor (men rätt för fyrbenta).

Skulle man istället ha problem med ett nedre motorneuron innebär det att signaler till musklerna inte når fram korrekt. Detta ger istället en nedsatt reflex som svar.

Spinal Shock

När hjärnan kopplas bort från ryggmärgen kommer kroppen in i något som kallas Spinal Shock. Då minskar reflexerna en period för att sedan några dagar ge en stegrad reflex och positiv Babinskis eftersom de hämmande signalera från hjärnan inte längre skickas. 

Man kan testa om kroppen befinner sig i Spinal Shock genom att göra "Bulbocavernosus Reflex" test. Man kör upp ett finger i anus och saknas reflexen är man i Shock.

Spinal Shock innebär förlust av motorik och sensorisk på grund av skada (t.ex. stroke) eller trauma. Detta är ett stort problem eftersom det slår av funktioner caudalt om skadan. 

Fas 1
Anledningen till avsaknad av reflex första tiden (dag) är att hjärnan skickar signaler en basnivå av exitatorisk stimuli som nu slutar. Detta medför att cellerna blir hyperpolariserade och därför mindre mottagbara av stimuli.

Fas 2
Efter första fasen, återkommer först de polysynaptiska (Bulbocavernosus  t.ex.) och sedan monosynaptiska reflexerna. Antagligen för att fler receptorer gör det mer sannolikt att trigga aktionspotentialer. 

Fas 3
Till slut återställs reflexer och eftersom det inte finns någon hämmande singla från hjärnan är de nu hyperaktiva och kan lätt triggas med stegrat och onormalt svar. En annan anledning är även att nervcellerna försöker koppla ihop och sprider fler axoner och synapser.

Om funktion inte återgår efter 48h är man högst troligen permanent skadad.

 

Skador på motorneuron

Får man skador på t.ex. pyramidbanorna (över motorneuron) så tappar man kontroll över delar av kroppen på kontralaterala sidan.  Omfattning varierar med hur stor skadan är. Bålen brukar klara sig bättre eftersom delar av den innerveras av hjränstamsbanor direkt. 

Skador på nedre motorneuron ger istället problem lokalt på området och går längs sin dermatom ut.  Typiska symptom vid skador på övre eller undre motorneuron följer i tabellen.

 

Skada på

Tonus

Sträckreflex

Babinski

Atrofi

Fascikulation

Övre

Stegrad

Stegrad

Positiv

Nej

Nej

Undre

Nedsatt

Minskad

Negativ

Ja

Ja

Förklaringar:

  • Tonus: Den spänning som finns i musklerna "passivt"
  • Babinskis: Test där man drar med något obehagligt under fotsulan.
  • Atrofi: Minskning av muskelmassa
  • Fascikulation: Ryckningar i musklerna, spontana kontraktioner

 

Skador på Nedre motorneuron (Slapp pares)

Kan innebär skador på perifer nerv, nervrot eller motorneuron i framhornet. Alla symptom är ipsilaterala och lokaliserade i muskler som innerveras av de skadade neuronen.

  • Frivilliga rörelser förlorade (paralys) eller minskade (pares)
  • Sänkt muskeltonus
  • Hypo- /Areflexi (reflexbågen bruten)
  • Muskelatrofi (ingen innervationer betyder ingen muskelstimuli)
  • Fasciukulationer (Hyperexitabilitet till följd av denervation ger spontant, okoordinerad aktivitet i grupp av muskelfibrer. Även reglering av ACh-receptorer spelar in.
  • Enskilda muskler påverkas

 

Skador på Övre motorneuron (Spastisk pares)

Skador på corticospinala banan, eller dess förlängning. Reflexbågen är intakt, men den supraspinala kontrollen av reflexen är borta. Alla symptom är ipsilaterala och lokaliserade distalt om skadan.

  • Frivilliga rörelser förliorade (paralys) eller minskade (pares)
  • Höjd muskeltonus (spasticitet)
  • Hyperreflexi
  • Positiv Babinski
  • Fällknivsfenomen
  • Clonus / Klonus - Alternerande sträckreflexer i antaglonistiska muskler, utlösta av varandra.
  • Hlea muskelgrupper påverkas
  • Ingen muskelatrofi

 

Hjärnans uppdelning

Humuculus

Motoriska funktionerna är uppdelade på samma liknande sätt som de sensoriska med olika delar av hjärnbarken som styr olika delar av kroppen. Musklerna är dock inte exakta med att en viss del styr exakt en viss muskel eller lokalisation. Det verkar snarare som att hjärnan styr olika program som sedan förfinas och ändras på vägen. Därför kan man inte stimulera exakt en viss punkt och förvänta sig ett specifikt motoriskt svar. 

Brodmann area 4 (motor cortex) och 6 (pre motor cortex och supplementära motor area).

 

Övergripande signalvägar

När en rörelse ska ske kommer det att följa ett flöde som är i stort enligt följande

  • Motorcortex bestämmer sig för att utföra något
  • Thalamus tar emot signalen och skickar vidare till cerebellum
  • Cerebellum blir nu medveten om rörelse som är på gång att ske (Medium peduncle)
  • Cerebellum får även, samtidigt, input från övriga kroppen om vad som pågår (Inferiora Peduncle)
  • Cerebellum räknar ut vad som vore ett bra program att köra
  • Skickar signalen vidare genom Superiora Peduncle till Thalamus och tillbaka till Motor Cortex.
  • Motor Cortex kan sedan skicka signal via PONS ner till ryggmärgen.
 
 

Uppdelning

Hjärnstammen och ryggmärgen har nedre motorneuronen och interneuron, nedre motorneuron.

Övre motorneurons cellkroppar hittar man i hjärnstammen och cerebrala cortex. Synapsar generellt med interneuron och ibland direkt till motorneuron och signaler kommer från Premotor cortex, laterala och mediala motorcortex.

Basala Ganglierna

Basala ganglierna hjälper till att utföra mjuka muskelrörelser där rätt muskler är aktiverade och andra inaktiverad. Den tar emot signaler från cortex, tolkar och skickar sedan via Thalamus tillbaka signaler igen, som sedan kan skicka de kontrollerade signalerna ner genom ryggen. 

Hos Parkinsons patienter får man problem med den återkoppling som basala ganglierna ger till cortex, och rörelserna blir därför inte mjuka och precisa.

  • Substantian nigra utsöndrar dopamin och det finns två receptorer (D1 och D2) varav ena är exitatorisk (D1) och andra är inhibatorisk (D2). Detta är vad som saknas på grund av celldöd hos patienten. 
  • Som en konsekvens av en kedjereaktion blir GABA neuron överaktiv som skickar ut signal till Thalamus (överdriven inhibitation).
  • Detta leder i sin tur till den signal som Thalamus skulle skicka tillbaka till cortex inte riktigt sker. 

 

INPUT:
Striatum består av kärnorna Putamen och Nucleus Caudatus, och tar emot signaler till basala ganglierna.

 

OUTPUT:
Palladium, Globus Pallidus och Substantia nigra står för de utgående vägarna till Thalamus som då skickar tillbaka till cortex.

Putamen får obearbetad information medan nucleus caudatus tar emot information som har bearbetats av olika kortikala områden innan en rörelse initierats.

Vid en viljestyrd rörelse skickar medium spiny signaler som inhiberar de toniska inhibitorerna i globus pallidus och substantia nigra pars reticulata så att deras i VA/VL och colliculus superior, tar bor inhibering, vilket möjliggör att aktionspotential kan ske. Vid avsaknan av viljestyrd  signal från cortex, kommer inhibitionen av kärnorna i VA/VL och colliculus superior från neuron i globus pallidus och substantia nigra pars reticulata hindra ofrivilliga rörelser.

Övergripande kopplingar inom basala ganglierna

 
 
 
 

Cerebellum

Lillhjärnan fungerar som en station som tar emot mängder med signaler om rörelse och hur vår faktiska output fungerar. Tolkar sedan fel för att förfina och korrigera så att vår rörelse lär sig och förbättras. Där finns mycket mer inflöde än utflöde, vilket tyder på att den tolkar mer och det är inte ett 1-1 förhållande.

Cerebellum har tre pedunklar som fungerar olika:

  • Superiora - Mestadels skickar signaler till mitthjärnan
  • Medium - Input från kontralateral cerebrum
  • Inferior - Input från ipsilaterala sensorer

Lillhjärnan skickar inte ut egna motorprogram utan det den gör är tolkar det som skickar från cortex och finjusterar det efter bästa förmåga för att få bästa styrningen. Detta genom att inhibera/excitera nerver som är aktiverade av cortex. En koordinerad rörelse kräver därför en fungerande lillhjärna.

Cerebellum spelar en stor roll i när man t.ex. vill ta i något och problem med precisionen kan kan uppstå vid skada här. Ju längre lateralt man kommer ut på lillhjärnan, ju mer lateralt styr den kroppen. Den har även roll i mun och ögonrörelse. 

PONS är en omkopplingsstation för Cerebellum och Cerebrum.

 

Motorcortex och signaler

Signaler som utgår från cortex kan komma att behöva passera

  • Baasla ganglierna (se till att rätt muskler stimuleras, stänger av brus)
  • Cerebellum (finsjuster programmet och ger feedback)
  • Thalamus (koppla om signalerna)
  • Parietalloben

I följd från anteriort till posteriort

  • Supplementära motor arean
    • Rörelse med båda armarna i sekvens
  • Premotorcortex
    • Visuell vägledning av arm och tolkning av annan persons rörelser.
  • Primära motorcortex
    • Tar in information från olika delar för att välja lämpligt problem. Aktiveras tidigt innan rörelse.
  • Sulcus centralis
  • Somatosensoriska cortex
  • Posteriora Parietala Cortex
    • Målinriktad rörelse, som att bestämma att prata eller ta upp en mugg.

Två banor går från cortex och de går via capsula interna:

  • Cortikobulbära (kranial)
  • Cortikospinala (pyramidbanorna)

 

Suplementära motor arean
Ligger anteriort om premotorcortex och används för att koordinera rörelser som kräver sekventiell rörelse, som att använda båda armarna samtidigt.

 

Premotorcortex
Detta finner man anteriort om primära motorcortex. Styr rörelse indirekt genom att ha kontakt med primära motorcortex men kan även aktivera en del rörelse själv. Tolkar andra personers rörelse och användning av t.ex. verktyg. Mirror Neurons.

Vid tester har man sett att apor som ser andra apor utföra en uppgift, också aktiverar sin hjärna i premotor cotex på liknande sätt. Man tror därför att detta är till för att välja ett lämpligt problem innan det initieras och bra för inlärning. Brocas area innehåller motorik för tal med.

 

Primära motorcortex (MI)
Ligger anteriort om Sulcus Centralis i Gyrus Precentralis.

Som nämndes under Humuclus är indelningen för motorik liknande den för sensorik fast inte lika percis utan mer ungefärlig. Stimuleras en exakt punkt så kommer vissa muskler aktiveras medan andra inhiberas.  De övre motorneuronen kopplar till flera nedre och på så sätt styr en mängd olika muskelfibrer på olika sätt. Man tror därför att det är mer kopplat till styrning av motorprogram snarare än enskilda muskler. 

 

Posteriora parietala cortex
Ligger posteriort om somatosensorisk cortex och spelar en viktig roll i planerad rörelse, spatialt tänkande och fokus. Målinriktad meningsfull rörelse, inte att bara röra en muskel.

 

 

Motorsystem

För att få en övergripande förståelse hur olika delar är kopplade kan en överblick fås genom att se diagrammet för motorsystem nedan.

 

 Skador och dess påverkan (sammanfattning)

  • Basala Ganglierna
    • Parkinsons: Får man problem med t.ex. Substantia Nigra kommer man ha problem att stänga av och aktivera rätt muskler för en rörelse. Detta syns i Parkinsons där man blir stel och får problem att röra sig effektivt. Skakar också. Tremor, rigiditet.
    • Huntingtons:  Celldöd i striatum och ger ofrivilliga dansliknande rörelser.
  • Cerebellum
    • Problem med koordinering av rörelse.
    • Ataxi: Får problem med att t.ex. greppa saker. Kraften som utövas i handtaget blir ineffektivt och inte snabbt adekvat för att utföra uppgiften.
  • Supplementära Motor Arean
    • Alien hand syndrome:  Handen gör meningsfulla rörelser utan att personen vill det, som att ta tag i något. Personen uppfattar handen som egen men kan inte styra och har ingen känsla av att startat rörelsen.
  • Premotorcortex
    • Vid exmperiment med apor kunde de inte utföra en uppgift på kommando men de kunde utföra uppgiften vid annat tillfälle.
  • Posteriora parietala cortex
    • Ger problem med att mäta avstånd och därför problem att utföra rörelse som kräver precision i avståndsbedömning, som att greppa saker framför en.
    • Apaxi: Problem att utföra en inlärd rörelse även om man kan styra musklerna, som att öppna en dörr eller använda ett verktyg.

Apaxi menas oförmåga att utföra vissa saker (som till exempel att äta, klä på sig eller att borsta tänderna), när både viljan att utföra dessa saker och den fysiska förmågan finns. 

 

Jacksons Epilepsi (partiell epilepsi)

Är ett tillstånd som börjar i premotor-cortex och som sedan manifesterar sig i någon muskel i kroppen, t.ex. fingret. Detta blir en lätt kittlande känsla som sedan går vidare, mer och mer proximalt. Finger, handen… och upp till ansikte. Det går Ipsilateralt (samma sida) . Under tiden är man vid medvetande och saker fungerar som det ska i övrigt. Man kan även uppfatta dessa rörelse som något högst normalt och medvetet. Drabbar oftast en hemisfären, men kan leda till att båda drabbas. 

 

Motorbanor

 
 
 
 

Laterala vägarna

Man kan säga att anteriora pyramidbanan ingår i anterior-laterala, men den hör ihop med pyramidbanan och beskrivs därför här. 

Pyramidbanor - Direkta vägarna

  • Antriora/Ventrala corticspinala trac (proximala muskler)
  • Laterala corticospinala (distala)
  1. Primära motorcortex, Övre motorneuron.
  2. Går i Internal Capsule i hjärnan (Mellan Thalamus och Lentiformis Nucleus)
  3. Mitthjärnan (Crus Cerebri - Cerebral Peduncle)
  4. Medulla Oblongata (Laterala korsar över, Anteriora fortsätter på samma sida)
  5. Går ner i Anteriora eller Lateral Corticospinal Tracts.
  6. Byter till Nedre motorneuron.

 

 

Rubriospinala tract - Indirekt väg (Extrapyramidal)

Är en del av vad man kallar extrapyramidala vägarna och går genom Nucleus Ruber, som är röd och därav sitt namn. Denna bana kan delvis hjälpa till om man skulle få problem med de pyramidata vägarna. Korsar över i PONS. Denna väg korsar alltså över innan Pyramidbanorna, som korsar över i Medulla Oblongata. 

  1. Går i Mitthjärnan Red nucleus
  2. Korsar över i PONS
  3. Går genom Rubrospinala vägen i ryggmärgen
  4. Korsar över till nedre motorneuron.

Får man fel på pyramidbanorna kan Rubrospinala ta över till viss del då dessa styr större muskelgrupper. Man kan alltså se ut att kunna röra sig någorlunda normalt men kan inte utföra mer precisa rörelser som kräver mindre muskelgrupper. Separat fingerrörelse t.ex., men kan röra hela handen och fingrar samtidigt.

 

Anteriora/mediala vägarna

Axiala och proximala muskler och det innebär t.ex. hållningen och balans. Anteriora Pyramidbanan (Anterior Corticospnial Tract) ingår i detta men beskrivs under pyramidbanorna istället.

 

Vestibulära tract (medial/lateral)
Hjälper en att behålla hållningen vid rörelse och när man står, är Ipsilateral. Får in signaler till Vestibular Nuclei som finns i PONS och Medulla. Håller ordning på balans och hållning. Ger signal både till alpha och gamma-neuron (proximalt). Får få signaler från cortex och är därför mer oberoende av dess funktion., dock indirekt via reticular formation.

Medierar primärt muskeltonus och automatisk reflexrörelse.

Korsar inte över

 

Reticularspinal Tract (Pons/Medulla)
Kan utgå ifrån Medulla eller PONS, reticular formation. Dessa får signal i sin tur från motor cortex.  Är viktig för hållningen, orientera kroppen mot externa händelser och t.ex. sträcka armen mot ett objekt. 

Får egentligen signaler från cerebellun, basala ganglier, motor cortex osv. Därför sammarbetar den för att få ett slagt samlat output. Förlorar man pyramidbanorna kan man fortfarande utföra saker som styrs av denan bana, men inte lika bra. 

Korsar inte över.

 

Tectospinal
Styr rörelse av huvud och ögon och koordinera dess balans och rörelse, därmed orientera sig. Detta gör att man kan följa något med ögonen när man rör huvudet. Utgår ifrån, där nerver samlar sig i Superiora Colliculus. Tar alltså in information från bland annat Retina, och utgör en del av ögonreflexen.

Korsar över vid mitthjärnan.

 

Sammanfattning banor

Alla terminerar i ventrala hornet och går över till nedre motorneuron

 

Pyramidbanorna

Rubriospinala

Reticulospinala

Tectospinala

Vestibulospinala

Går i

Lateral corticospinal

Anterior corticospinal

Rubriospinala

(Extra pyramidal)

Reticospinala

Tectospinala

Vestibulospinala

Aktiveras av

Primära Motor cortex

Red Nucleus

Reticular formation

Hjärnstammen

Superior colliculus

Mitthjärnan

Vestibular Nuclei

Medulla (medial)

Delar av hjärnan

Internal Capsule

(Mellan Thalamus &

Lentiformis nucleus)

Mitthjärnan
Red Nucleus

Reticular formation

Hjärnstammen

Mitthjärnan

Superior colliculus

Mitthjärna

Vestibular Nuclei

Delar av ryggmärgen

Crus Cerebri
Laterala/Anteriora

Pyramidbanorna

Red Nucleus

Rubrospinalabanan

Medial & Lateral

Tectospinala tract

Anterior/Medial

Vestibulspinala tract

Anteriort/Medial

Korsar över

Lateral: Meduella Oblongata

Anterior: Segmentnivå

PONS

Nej.

Mitthjärnan

Nej.

Motorneuron

Övre: Cortex
Undre: b

Övre:  Red Nucleus

Undre: Segment

Övre:
Undre:

Övre: S. Colliculus

Undre: Segment

Övre:

Inter : I ryggrad

Undre: Segment

Funktion

Frivillig rörelse av

skelettmuskler

Frivillig kontroll av

Stora muskler.

Vicerala muskler

Tonus, icke inlärt

Röra nacke så

Ögon följer.

Muskeltonus,

Balans och hållning

Notis

Direkta

Indirekt hjälpsystem

Extrapyramidal

Indirekt

Indirekt

Indirekt

 

 
 

 

Övrigt

Övningsprov:

PBL 8: Motorik

Marieb

  • Motorvägar: 12.3 s.496
  • Motor kontroll 13.6 s.533
  • Reflexer 13.8, s.537
  • Muskler 9, s.298