大脑运动皮层的神经机制
大脑中被称为4区的解剖区域被命名为初级运动皮层,在这个区域的局部刺激会在身体的不同部位引发高度局部化的肌肉收缩。
这种映射在运动皮层上以体视学的方式表现出来,在运动皮层中,用于控制身体各部分运动的表面积与该部分运动的精确度成正比。
运动皮层还包括第6区,位于第4区的前列,分为运动前区(或运动前皮层)和辅助运动区。 运动前皮层被认为有助于调节姿势,为任何给定的运动给运动皮层指定一个最佳位置。
辅助运动区,就其本身而言,似乎会根据过去的经验影响运动的计划和启动。 仅仅是对运动的预期就触发了辅助运动区的神经传递。
什么是大脑可塑性
人类的大脑会在一生中不断地发生变化。无论是对经验、学习技能的反应,还是从损伤中恢复,大脑的功能和结构都处于一种持续不断的变化状态,这一过程被称为可塑性,这种状态会贯穿一生。
神经可塑性,或称大脑可塑性,是大脑修改其连接或自我重新连接的能力。没有这种能力,大脑将无法从婴儿期发育到成年期,也无法从脑损伤中恢复。
在儿童时期,大脑经历了两大可塑性
经验独立型大脑可塑性指的是大脑在不受环境影响的情况下发生的变化,并且随着时间的流逝,一系列严格的分子事件会使其发生变化。相比之下,只有在大脑预期会遇到的特定环境提示触发经验变化之后,经验变化才会显现。
经验依赖性大脑可塑性是指通过多种细胞机制,通过反复的参与来强化神经通路,从而使它们随着时间的推移变得更加有效。当神经回路最快成熟时,个人经验对大脑结构的影响最为显著。成熟回路的遗传计划和结构仍然可以通过人类的经验进行修改,但是后期修改的范围往往受到更大的限制。
大脑运动学习
从婴儿时期迈出第一步,到衰老之后学习使用拐杖,人类运动系统一直面临挑战,需要不断地进行运动学习,以获得新的动作序列(及运动技能),从而与环境进行多方面、多功能的互动。
运动技能的获得和长期保留在我们的日常生活中发挥着重要作用。写作、打高尔夫球或骑自行车等技能都是通过反复练习获得的。运动学习是指通过练习更快、更准确地执行动作的过程。
近年来,我们对获得和保留运动技能的神经基质的理解得到了提升,这在很大程度上归功于神经成像技术和方法的进步,以及人类的非侵入性脑刺激,再加上新来自体内和体外动物研究的见解,提供了关于在运动技能学习的各个阶段特定神经元回路的额外信息。
来自行为、神经生理学和神经影像学研究的越来越多的证据表明,获得运动技能涉及感知和运动学习。知觉学习会改变大脑的运动、运动学习和运动网络。运动学习会改变知觉功能和大脑的知觉回路。感官和运动系统的可塑性是相互关联的。
大脑的平衡系统(小脑)
人体的平衡系统通过内耳、眼睛、肌肉、关节和大脑之间的交流,通过不断的位置检测、反馈和调整来工作。
在耳朵深处,位于大脑下方的是内耳。内耳的一部分负责听力,另一部分被称为前庭系统,被设计用来将头部位置的信息发送到大脑的运动控制中心——小脑。
小脑是大脑的一小部分,位于头部的后部,与脊柱相接,脊柱作为身体的运动和平衡控制中心。它接收来自内耳、眼睛、肌肉和关节的关于身体位置的信息,并向肌肉发送信息,以做出任何姿势调整,以保持平衡。它还对大脑其他部分发起的肌肉运动的时间和力量起到协调作用。
人的平衡系统如何协调?
人平衡系统涉及一组复杂的感觉运动控制系统,包括前庭系统、视觉系统和本体感官。它的交错反馈机制可能会因伤害,疾病或老化过程而损坏一个或多个组件而被破坏。平衡能力减退可伴有其他症状,例如头晕,眩晕,视力问题,恶心,疲劳和注意力不集中。
平衡系统的复杂性给诊断和治疗失衡的根本原因带来了挑战。通过前庭、视觉和本体感受系统获得的信息的关键整合意味着,影响单个系统的疾病会显着破坏人的正常平衡感。
由于前庭系统与认知功能的相互作用以及前者对眼球运动和姿势控制的影响程度,前庭功能失调是造成不平衡的一个特别复杂的挑战。