Структура и функции моторных отделов коры полушарий

To carry out goal-directed movements, your motor cortex must first receive various kinds of information from the various lobes of the brain: information about the body's position in space, from the the parietal lobe; about the goal to be attained and an appropriate strategy for attaining it, from the anterior portion of the frontal lobe; about memories of past strategies, from the temporal lobe; and so on. Для проведения целенаправленного движения, ваши моторной коры должны сначала получить различную информацию из различных долей головного мозга: информацию о положении тела в пространстве, от теменной доле, о цели должны быть достигнуты, и соответствующую стратегию для достижения этого, от передней части лобной доли, около воспоминания о прошлых стратегий, от височной доли, и так далее.

In 1870, Hitzig and Fritsch electrically stimulated various parts of a dog's motor cortex. В 1870 году Hitzig и Фрич электрической стимуляции различных частей двигателя собаки коры головного мозга. They observed that depending on what part of the cortex they stimulated, a different part of the body contracted. Они отметили, что в зависимости от того, какая часть коры они стимулировали, различные части тела контракт. Then they found that if they destroyed this same small area of the cortex, the corresponding part of the body became paralyzed. Тогда они обнаружили, что, если они уничтожили эту же небольшую площадь коры, соответствующая часть тела парализовало. This is how it was discovered that every part of the body has a particular region of the primary motor cortex that controls its movement. Это, как было обнаружено, что каждая часть тела имеет конкретного региона первичной моторной коры, которая управляет его движением. But what is remarkable about this "motor map" is that certain parts of the body—those that can make the finest movements—take up much more space than others. Но что примечательно об этом "двигатель карта" является то, что определенные части тела тех, которые могут сделать лучшие движений, занимают гораздо больше места, чем другие. These parts of the body are shown larger than the others in the illustration here. Эти части тела показано больше, чем другие на иллюстрации здесь.

THE BASAL GANGLIA Базальных ганглиев

As their name suggests, the basal ganglia consist of a set of neural structures buried deep inside the cerebrum. Как следует из их названия, базальных ганглиев состоит из множества нервных структур похоронены глубоко внутри головного мозга. The main basal ganglia are the caudate nucleus, the putamen, and the globus pallidus. Основными базальных ганглиев являются хвостатое ядро, скорлупу, и бледного шара.

These ganglia, or clusters of nerve cells, are tightly interconnected. Эти ганглии, или кластеров нервных клеток, которые тесно связаны между собой. They also receive information from several different regions of the cerebral cortex. Они также получают информацию из различных регионов коры головного мозга. Once the basal ganglia have processed this information, they return it to the motor cortex via the thalamus. После того, базальные ганглии обработали эту информацию, они возвращают его к моторной коры через таламус.

One of the likely functions of this loop, which operates in conjunction with another one involving the cerebellum, is to select and trigger well co-ordinated voluntary movements. Один из вероятных функций этого цикла, который работает в сочетании с другой, связанных с мозжечком, это выбрать и запустить хорошо скоординированных движений.

This role of the basal ganglia in initiating and regulating motor commands becomes clearly apparent in people whose basal ganglia have been damaged, such as patients with Parkinson's disease. Эта роль базальных ганглиев в организации и регулирующие моторные команды становятся очевидными у людей, базальные ганглии были повреждены, например, у пациентов с болезнью Паркинсона. These patients display difficulty in starting the movements they have planned, as well as trembling and slowness once they do begin them. Эти пациенты отображения трудности в запуске движений, которые они запланировали, а также трепетом и медлительность как только они начинают их.

THE CEREBELLUM Мозжечка

For you to perform even so simple a gesture as touching the tip of your nose, it is not enough for your brain to simply command your hand and arm muscles to contract. Для вас, чтобы выполнить даже такой простой жест, как прикосновение к кончику носа, этого не достаточно, чтобы ваш мозг просто управлять своим мышц рук и кистей в контракте. To make the various segments of your hand and arm deploy smoothly, you need an internal "clock" that can precisely regulate the sequence and duration of the elementary movements of each of these segments. Для того, чтобы различные сегменты руки и руки развернуть гладко, необходимо внутренние "часы", который может точно регулировать последовательность и продолжительность элементарных движений каждого из этих сегментов. That clock is the cerebellum. Это часы мозжечка.

As so often in neurobiology, to understand exactly what the cerebellum does, we can observe patients in whom part of this structure has been destroyed (by a tumour or a stroke, for example). Как это часто бывает в нейробиологии, чтобы понять, что именно мозжечок делает, мы можем наблюдать больных, у которых часть этой структуры были уничтожены (по опухоль или инсульт, например). When these patients try to grasp an object, their hands start moving late, advance unsteadily, and either stop before reaching their target, or, often, accelerate past it. Когда эти пациенты пытаются схватить объект, руки начинают двигаться поздно, заранее неуверенно, и либо остановится, не достигнув своей цели, или, чаще всего, ускорит мимо него. In terms of posture, people with damaged cerebellums characteristically display balance problems similar to those found in people who are drunk. С точки зрения позы, люди с поврежденным cerebellums характерно отображения баланса проблемы, аналогичные тем, которые встречаются у людей, которые пьян. In fact, the clumsiness that accompanies excess consumption of alcohol is directly related to its depressive effects on the activity of the cerebellum. В самом деле, неуклюжесть, которая сопровождает избыточного потребления алкоголя напрямую связано с ее депрессивными влияние на деятельность мозжечка.

In a healthy person, the cerebellum first receives information about the intended movement from the sensory and motor cortexes. У здорового человека, мозжечок первым получает информацию о предполагаемом движении от сенсорных и моторных кора. Then it sends information back to the motor cortex about the required direction, force, and duration of this movement Thus this loop involving the cerebellum operates in addition to the loop involving the basal ganglia to regulate the details of motor control. Затем он отправляет информацию обратно на моторной коры о необходимом направлении, сила и продолжительность этого движения Таким образом, этот цикл с участием мозжечка работает в дополнение к цикл с участием базальных ганглиев регулировать детали управления двигателем.

Another metaphor summarizes the role of your cerebellum rather well: it acts like an air traffic controller who gathers an unbelievable amount of information at every moment, including (to return to our original example) the position of your hand, your arm, and your nose, the speed of their movements, and the effects of potential obstacles in their path, so that your finger can achieve a "soft landing" on the tip of your nose. Другая метафора резюмирует роль вашего мозжечка, а также: оно действует как авиадиспетчер, кто собирает невероятное количество информации в любой момент, в том числе (вернуться к нашему исходному примеру) положение вашей руки, руки и нос, скорость их движения, а также последствия потенциальных препятствий на их пути, так что пальцем можно добиться "мягкой посадки" на кончике вашего носа.

THE ACTIVATION SEQUENCE FOR THE MOTOR AREAS Последовательность активации для двигателя ОБЛАСТИ

The basic function of the brain is to produce behaviours, which are, first and foremost, movements. Основная функция мозга заключается в производить поведения, которые, в первую очередь, движений. Several different regions of the cerebral cortex are involved in controlling the body's movements. Несколько различных областях коры головного мозга, которые участвуют в управлении движениями тела.

These regions are organized into a hierarchy like the crew of a ship. Эти регионы организованы в иерархию, как экипаж корабля. On an ancient galley, for example, the captain determined the destination for a voyage by assessing the various factors that might make such a trip worthwhile. На древней галеры, например, капитан определил место для путешествия по оценке различных факторов, которые могут сделать такую ​​поездку стоит. Then his lieutenants calculated the direction that the ship had to travel to reach that destination, based on weather conditions. Тогда его помощники рассчитывается направлении, что корабль должен был поехать, чтобы достичь этого назначения, основанных на погодные условия. Finally, the lieutenants transmitted their orders to the crew manning the oars, who used their muscles to move the ship in the desired direction. Наконец, лейтенанты передали свои заказы на комплектование экипажей весла, которые использовали свои мышцы, чтобы переместить корабль в нужном направлении.

Similarly, in the human brain, planning for any given movement is done mainly in the forward portion of the frontal lobe. Кроме того, в человеческом мозге, планирования для любого движения осуществляется в основном в передней части лобной доли. This part of the cortex receives information about the individual's current position from several other parts. Эта часть коры головного мозга получает информацию о текущем положении человека от некоторых других частях. Then, like the ship's captain, it issues its commands, to Area 6. Тогда, как капитан корабля, он выдает его команды, в районе 6. Area 6 acts like the ship's lieutenants. Область 6 действует как лейтенанты судна. It decides which set of muscles to contract to achieve the required movement, then issues the corresponding orders to the "rowers"—the primary motor cortex, also known as Area 4. Он решает, какие группы мышц сокращаться для достижения требуемого движения, то выдается соответствующий приказ "Гребцы"-первичной моторной коры, также известная как Area 4. This area in turn activates specific muscles or groups of muscles via the motor neurons in the spinal cord. Это область, в свою очередь, активизирует конкретные мышцы или группы мышц с помощью двигательных нейронов в спинном мозге.

Even for a movement as simple as picking up a glass of water, one can scarcely imagine trying to consciously specify the sequence, force, amplitude, and speed of the contractions of every muscle concerned. Даже для движения так просто, как поднимая стакан воды, одна едва ли можете себе представить, пытается сознательно указать последовательность, сила, амплитуда и скорость сокращения мышц каждый заинтересованный. And yet, if we are healthy, we all make such movements all the time without even thinking of them. И все же, если мы здоровы, мы все делаем такие движения все время, даже не думая о них.

The decision to pick up a glass of water is accompanied by increased electrical activity in the frontal region of the cortex. Решение поднять стакан воды сопровождается увеличением электрической активности в лобной области коры головного мозга. The neurons in the frontal cortex then send impulses down their axons to activate the motor cortex itself. Нейронов в лобной коре затем посылают импульсы вниз, их аксоны для активации моторной коры себя. Using the information supplied by the visual cortex, the motor cortex plans the ideal path for the hand to follow to reach the glass. Используя информацию, полученную от коры зрительной, двигательной коры планирует идеальный путь для рук следовать, чтобы достичь стекло. The motor cortex then calls on other parts of the brain, such as the central grey nuclei and the cerebellum, which help to initiate and co-ordinate the activation of the muscles in sequence. Моторной коры вызывает на другие части головного мозга, таких как центральные ядра серого и мозжечка, которые помогают инициировать и координировать активации мышц в определенной последовательности.

The axons of the neurons of the primary motor cortex descend all the way into the spinal cord, where they make the final relay of information to the motor neurons of the spinal cord. Аксоны нейронов первичной моторной коры опускаются все пути в спинной мозг, где они делают окончательный реле информации в двигательные нейроны спинного мозга. These neurons are connected directly to the muscles and cause them to contract. Эти нейроны соединены непосредственно в мышцы и заставляют их сокращаться. Finally, by contracting and by thus pulling on the bones of the arm and hand, the muscles execute the movement that enables the glass to be picked up. Наконец, договаривающейся и таким образом, потянув на кости руки и кисти, мышцы выполнять движения, который позволяет стеклу быть подобранными.

In addition, to ensure that all of these movements are fast, precise, and co-ordinated, the nervous system must constantly receive sensory information from the outside world and use this information to adjust and correct the hand's trajectory. Кроме того, чтобы убедиться, что все эти движения быстрые, точные и скоординированные, нервная система должна постоянно получать сенсорную информацию от внешнего мира, и использовать эту информацию для настройки и правильной траектории руки. The nervous system achieves these adjustments chiefly by means of the cerebellum, which receives information about the positions in space of the joints and the body from the proprioceptors. Нервная система достигает этих корректировок главным образом с помощью мозжечка, которая получает информацию о положении в пространстве суставов и тела от проприорецепторов.