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电机控制涉及集成和处理的感官信息由我们的神经系统,其次是通过我们骨骼的系统来执行自愿或非自愿的行动的反应。要了解如何我们 neuroskeletal 系统控制电机的行为以评估伤情属于一般的运动、 反应能力和协调是至关重要的。电机控制更好地理解会帮助行为神经学家在发展有用的工具来治疗运动失调,如帕金森病或亨廷顿氏病。
这个视频简要回顾神经解剖学结构和连接在运动控制中的重要作用。介绍了目前被要求在电机控制领域的基本问题,其次是一些为了回答这些问题的方法。最后,应用程序部分审查进行的神经科学实验室在研究这一现象感兴趣的几个具体实验。
控制电机的行为,或如何在我们的大脑思想转化为行动的我们的身体是最重要的问题,可以提问行为科学家之一。它是最基本的科学理解我们的神经系统如何看待和感官的信息集成和反应通过我们肌肉骨骼系统。同时,电机控制更好地了解将有助于我们建立更好的工具可以帮助患者运动障碍。
在这个视频中,您将了解神经生物学基础的电机控制领域,一些重要的实验技术,这些技术研究运动行为的几个具体应用的基本问题。
首先,让我们看看目前被科学家了解的电机控制神经生物学。
我们的中枢神经系统的不同部分似乎按层次结构到功能控制电机的行为。神经解剖层次结构的顶部是运动皮层,皮层和主运动区组成。冠状断面通过运动皮层揭示了主运动区项目”上部运动神经元”下脊髓控制运动的不同部分。控制特定的身体部位的神经元被本地化到同一区域内的运动区域,这样身体”电机图”可以大致确定和表示形式的一个”皮质的侏儒”。
前主运动区是运动前区,拟参与的特定任务复杂的运动控制。建议不仅要直接控制运动,运动前区是在电机的规划和学习中发挥主要作用。
大脑的两个其他区域可能在电机控制中发挥重要的综合作用: 小脑、 基底神经节。小脑使用来自各种感官系统信息来微调方面的运动,如节奏、 步态、 平衡和姿势。它还建议在电机规划和学习中发挥作用。基底神经节,盛产连接到皮层和大脑的其他部分,被认为是参与选择一项议案的许多能被执行。主要电机的疾病,如帕金森病和亨廷顿氏舞蹈症已归入在基底神经节病变。
进一步降低电机的层次结构是脑干和脊髓。上部运动神经元的运动皮层锥体束,连接到较低的运动神经元,直接控制运动作为旅行下来。另一方面,从其他大脑区域接收输入的锥体外系束是主要负责调节方面的平衡,姿势和协调运动。
除了从较高级别接收指令,来自脊髓运动神经元也是负责的非自愿的脊髓反射,像膝跳反射,哪里感官信息直接决定了电机的响应性能。
既然我们已经回顾了相关的电机控制神经,让我们来看看的一些主要问题领域的运动行为。
虽然有粗略的概念,对不同的大脑区域的角色在电机控制中,科学家仍试图找出这些系统的运动障碍会发生什么变化。被调查的具体电机活动包括平衡和协调,以及灵活性。改进的实验工具,一些科学家正在查明病理事件背后这些疾病的定位。
在该字段中的另一个主要问题是: 我们感官的知觉是如何影响我们的动作?例如,科学家们正试图了解如何视觉错觉,或者目标以不同的观点,可能影响到自愿和非自愿的议案。他们也正在研究如何调整姿势时的主题呈现不同的视觉和运动线索。
最后,科学家们也感兴趣学习的如何运动技能。这可能意味着试图理解的时间和学习运动技能,所需的反馈的长度和如何永久是学习的技能。
在审查后的一些主要问题的领域,让我们看看被用来回答这些问题的实验工具。
啮齿类动物,如小鼠和大鼠,通常用于执行评估运动行为的测试。例如,可以用跑步机练习评估基本运动功能或野外活动,同时有啮齿动物行使在设置中,平衡木等动物,允许电机平衡和协调,以进行测试。
或者,可以在使用范式涉及伸手去拿一份食物奖励的啮齿动物调查运动技能学习。食品处理任务可用于评估动物的前肢灵巧。这些行为的测试可以结合等食品药品监督管理局或手术,干预措施,以电机的活动链接具体到特定的神经学基础。
最后,观察在电机活动过程中发生的神经变化,可以应用成像和电气测量技术。等活细胞成像技术,脑电图和肌电图或脑电图,肌电图可以用于测量神经和肌肉活动主体执行电机任务时。
看在调查电机控制的常用方法,让我们讨论几种应用这些技术。
如前所述,行为测试可以结合手术源性受伤的情况,研究具体的神经损伤和运动行为之间的联系。在此研究中,研究人员向一侧的颈脊髓损伤大鼠损伤和测试,然后对这种动物的肢体使用影响运动和食物处理任务。这些实验有助于科学家了解特定的神经回路的作用在肢体运动。
要研究感官信息在电机控制中的作用,研究人员可以执行他们目前与具体感官线索的科目,观察他们对运动的影响的实验。在此研究中,参与者被放在一个视觉效果环绕和支撑表面被编程来移动或摇摆的环境。然后评估主体的能力调整他或她的姿势,保持平衡。
最后,一些科学家正在开发协议在哪里人们将同时使用多个收集数据的方式获得更完整的电机控制。在此研究中,科学家们结合脑电图、 肌电图检查和运动捕捉协议检查神经活动中执行实际的电机任务的参与者。
你刚看了朱庇特的视频运动行为的控制。这个视频审查目前对电机控制、 关键问题和领域,突出方法以及几种应用方法研究运动行为的神经生物学认识。一如既往,感谢您收看 !
对运动行为的控制,或者我们大脑中的思想如何转化为我们身体的行动,是行为科学家可以提出的最重要的问题之一。了解我们的神经系统如何感知和整合感觉信息并通过我们的肌肉骨骼系统引发反应具有根本的科学意义。同时,对运动控制的更好理解将有助于我们构建更好的工具来帮助运动障碍患者。
在本视频中,您将了解运动控制的神经生物学基础、该领域的基本问题、一些重要的实验技术以及这些技术在研究运动行为方面的一些具体应用。
首先,让我们来看看科学家目前对运动控制神经生物学的了解。
我们神经系统的不同部分似乎按层次结构运作以控制运动行为。神经解剖层次结构的顶部是运动皮层,由前运动区和初级运动区组成。通过运动皮层的冠状切片显示,初级运动区将”上运动神经元”向下投射到脊髓以控制不同部位的运动。控制特定身体部位的神经元位于运动区域内的相同区域,因此可以粗略地识别身体的”运动图”并以”皮质人”的形式表示。
初级运动区的前面是运动前区,它被认为参与控制特定于任务的复杂运动。除了直接控制运动外,运动前区域还被认为在运动规划和学习中起主要作用。
大脑的另外两个区域可能在运动控制中发挥重要的综合作用:小脑和基底神经节。小脑使用来自各种感觉系统的信息来微调运动的各个方面,例如节奏、步态、平衡和姿势。它还被认为在运动规划和学习中发挥作用。基底神经节与大脑皮层和其他部分有着丰富的连接,被认为参与从众多动作中选择一个动作来执行。主要运动疾病,如帕金森氏症和亨廷顿氏症,已被归因于基底神经节的病变。
运动层次结构的再往下是脑干和脊髓。来自运动皮层的上运动神经元作为锥体束向下移动,锥体束连接到直接控制运动的下部运动神经元。另一方面,接收来自其他大脑区域输入的锥体外系主要负责调节运动的各个方面,例如平衡、姿势和协调。
除了接收来自更高层次的指令外,从脊髓出来的运动神经元还负责非自主脊髓反射的执行,例如膝跳反射,其中感觉信息直接决定运动反应。
现在我们已经回顾了运动控制的神经相关性,让我们来看看运动行为领域的一些主要问题。
虽然关于各种大脑区域在运动控制中的作用存在粗略的想法,但科学家们仍在试图弄清楚这些系统在运动障碍中会发生什么。正在研究的特定运动活动包括平衡和协调以及灵巧性。随着实验工具的改进,一些科学家正试图确定这些疾病背后的病理事件的定位。
该领域的另一个主要问题是:我们的感官知觉如何影响我们的运动?例如,科学家们正试图了解视觉错觉或具有不同视角的目标如何影响自主和非自主运动。他们还在研究当被摄体出现不同的视觉和动作线索时如何调整姿势。
最后,科学家们也对研究运动技能是如何获得的感兴趣。这可能需要尝试了解学习运动技能所需的时间长度和反馈类型,以及所学技能的持久性。
在回顾了该领域的一些主要问题之后,让我们看看用于回答这些问题的实验工具。
啮齿动物,如小鼠和大鼠,通常用于进行评估运动行为的测试。例如,可以通过跑步机锻炼或旷场活动来评估基本的运动功能,而让啮齿动物在平衡木和旋转杆等设置上锻炼,可以测试运动平衡和协调性。
或者,可以使用涉及获得食物奖励的范式在啮齿动物中研究运动学习。食物处理任务也有助于评估动物的前肢灵活性。这些行为测试可以与药物管理或手术等干预措施相结合,以便将运动活动与特定的神经学基础特异性联系起来。
最后,为了观察运动活动期间发生的神经系统变化,可以应用成像和电测量技术。活细胞成像、脑电图或 EEG 以及肌电图或 EMG 等技术可用于测量受试者执行运动任务时的神经元和肌肉活动。
在了解了研究电机控制的一些常用方法之后,让我们讨论一下这些技术的一些应用。
如前所述,行为测试可以与手术诱导的损伤相结合,以研究特定神经损伤与运动行为之间的联系。在这项研究中,研究人员诱导大鼠颈脊髓一侧受伤,然后测试对动物在运动和食物处理任务中的肢体使用的影响。这些实验有助于科学家了解特定神经回路在肢体运动活动中的作用。
为了研究感觉信息在运动控制中的作用,研究人员可以进行实验,向受试者提供特定的感觉线索并观察它们对运动的影响。在这项研究中,参与者被放置在一个环境中,其中视觉周围和支撑表面被编程为移动或摇摆。然后评估受试者调整姿势和保持平衡的能力。
最后,一些科学家正在开发同时使用多种数据收集模式的协议,以更全面地了解运动控制。在这项研究中,科学家们结合了 EEG、EMG 和动作捕捉协议,以检查执行真实世界运动任务的参与者的神经活动。
您刚刚观看了 JoVE 关于运动行为控制的视频。该视频回顾了当前神经生物学对运动控制的理解、该领域的关键问题和突出方法,以及这些方法在研究运动行为中的一些应用。一如既往,感谢您的观看!