Motorik. Supraspinala mekanismer. Pertti Panula. Institutionen för biomedicin Och Centret för neurovetenskap

Transkript

1 Motorik Supraspinala mekanismer Pertti Panula Institutionen för biomedicin Och Centret för neurovetenskap

2 15.1 Overall organization of neural structures involved in the control of movement.

3 15.2 Organization of lower motor neurons in the ventral horn of the spinal cord. (Part 1)

4 15.2 Organization of lower motor neurons in the ventral horn of the spinal cord. (Part 2)

5 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

6 15.3 Somatotopic organization of lower motor neurons in ventral horn at cervical level of spinal cord.

7 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

8 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)

9 Nedoåtgående banor: organisation

10 Var finns formatio reticularis?

11 Mekanismerna för positionskontroll

12 Direkta och indirekta banor från hjärnbarken till ryggmärgen

13 Primär motorisk hjärnbark och premotorisk hjärnbark

14 Kortikospinalbanan Axonerna i capsula interna Bildar den laterala kortikospinalbanan Största delen korsar, resten bilda den ventrala kortikospinala banan

15 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

16 Babinski reflex

17 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

18 Motoriska delar av basalganglierna

19 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

20 Inkommande innervering till basalganglierna

21 Kortikala områden som innerverar Nucleus caudatus och putamen

22 Innerveringen av nervceller i putamen

23 Medelstora celler i putamen (MSN) Ingen aktivitet utan stimulering Aktiveras innan förelsen startar (även flera sekunder)

24 Basalgangliernas förbindelser

25 Utgående innervering från basalganglierna

26 Utgående innervering från basalganglierna

27 Disinhibitorisk nervnät

28 Den direkta och indirekta banan i basalganglilerna

29 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

30

31

32 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

33

34

35 Mekanismerna i Parkinsons sjukdom

36 Mekanismerna i Huntingtons sjukdom

37 Lilla hjärnans struktur

38 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)

39 Funktionella delar av lillhjärnan

40 Lillhjärnan (hjärnstammen borta)

41 De viktigaste kontakterna av lillhjärnan

42 Lillhjärnans kontakter med storhjärnan Till motoneuroner i Nucleus ruber Till lagren i colliculus superior Via dorsal talamus till motorisk hjärnbark och premotorisk hjärnbark

43 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

44 Funtionell organisation av lillhjärnans innervering

45 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

46 Lillhjärnans inkommande innervation

47 Hjärnbarkens områden som innerverar lillhjärnan

48 Somatotopisk organisation av lillhjärnan

49 Lillhjärnan reglerar hjärnbarken

50 Utgående innervation från lillhjärnan till hjärnbarken

51 Förbindelserna mellan lillhjärnan och stora hjärnan

52 Lillhjärnbarkens celler

53 Innerveringen av Purkinjeceller

54 Förbindelser mellan lillhjärnbarken och dess kärnor

55 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

56 Zebrafish (9 dpf, 210 hpf), catecholaminergic and serotonergic system (Kaslin et al. in preparation) TH/5-HT

57 Locus coeruleus neuron histaminergic contacts

58 Zebrafish (7 dpf), whole HA-ergic system (Kaslin and Panula, J Comp Neurol 2001) Telencephalon Diencephalon Medulla Resolution: XY=0.488 mm XZ=0.600 mm 100 mm

59 Effect of 6-OHDA on zebrafish movement Peitsaro et al. 2004

60 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 , ,