Сокращается мышца на ноге сама по себе: вероятные причины и что делать?

Содержание

вероятные причины и что делать?

В статье рассмотрим, почему дергаются ноги.

С самого детства люди привыкли самостоятельно контролировать собственное тело, его движения, повороты головы, функции ног и рук, шевеление пальцев. Однако бывают ситуации, когда тело начинает совершать самостоятельные движения, при которых появляется непроизвольное сокращение мышц, по внешнему виду напоминающее спазмы. Случаи эти не из приятных, и при обнаружении подобных проблем необходимо четко понимать, по какой причине это происходит.

Основных причин, по которым дергается нога, как правило, бывает несколько. Наиболее распространенные из них описаны ниже.

Стресс

Непроизвольные сокращения мышечных волокон нижних конечностей может возникать по причине повышенной стрессовой нагрузки. Подобная симптоматика в основном характерна для людей пожилого возраста, однако часто ей подвергаются люди всех возрастов и видов деятельности. Механизм данного патологического явления заключается в передаче импульса нервными окончаниями в чрезмерно напряженные зоны мускулатуры, причем такие сигналы передаются уже с некоторыми нарушениями.

Это происходит вследствие сильных стрессов, эмоциональных переживаний и волнений. Срочно обращаться за медицинской помощью к невропатологу в подобных случаях необязательно, достаточно провести первоначальное наблюдение за своим организмом. При обнаружении конкретной взаимосвязи собственного патологического состояния с произошедшим в недавнем времени нервным срывом или стрессовой ситуацией следует воспользоваться рецептами лекарств из успокоительных трав, таких как, например, валериана или пустырник, и по возможности постараться максимально снизить уровень стресса или исключить его. Из-за чего нога дергается сама по себе, интересно многим.

Нехватка калия

Сокращение мышц нижних конечностей может происходить по причине нехватки калия в организме, причем в подобном случае данное явление может наблюдаться и на других частях тела, например на руках, лице и т.д. При этом нога может не только дергаться, но и болеть. Самостоятельно пациенту вряд ли удастся восполнить нехватку такого микроэлемента в организме, поэтому рекомендуется посетить специалиста для проведения специальных лабораторных исследований на определение калия в крови и получить необходимые медицинские назначения. Для устранения первопричины, вызвавшей это патологическое состояние, доктором будет назначен прием определенных медикаментозных препаратов.

Нервный тик

Часто дергается нога по причине развития нервного тика, который вообще не поддается какой-либо терапии, поэтому больному не стоит даже пытаться устранить его самостоятельно. В таких случаях, если обнаружено подергивание, которое повторяется через определенные промежутки времени, необходимо обратиться к врачу-неврологу, который определит точную причину самопроизвольных сокращений и разработает схему лечения подобного состояния.

Физические нагрузки

Еще одной причиной того, что дергается нога и возникают боли, могут быть повышенные физические нагрузки. Поднятие тяжести, излишнее переутомление, удары и ушибы ног могут спровоцировать возникновение спазматического сокращения мышечных тканей. В данном случае необходимо понаблюдать за собственным состоянием в течение некоторого промежутка времени, и в том случае, если улучшений не происходит, рекомендуется обратиться за помощью к травматологу или невропатологу, которые назначат прохождение необходимых диагностических процедур и курса терапии. Если нога дергается и болит – это явный признак травмы.

Дергается нога во сне

Сокращение мышечных волокон по ночам, во время сна, может быть обусловлено несколькими основными причинами:

Реакция головного мозга на дыхание пациента. Как известно многим людям, сон человека подразделяется на несколько определенных фаз. Для первой фазы характерно уравновешенное, медленное дыхание. Такое положение вещей головной мозг может воспринимать как пограничное состояние человека между жизнью и смертью. При включении защитной реакции мозгом направляется импульс на сокращение мышечных тканей конечностей как способ возвращения к жизни умирающего организма. Другими словами, ситуация, когда ночью дергается нога, является разновидностью предсмертных конвульсий.
Иначе данное явление можно объяснить так, что сон представляет собой довольно сложное психофизиологическое явление. В этом процессе головной мозг пребывает в состоянии такой же активности, как при бодрствовании. Но во время сна тело обездвижено, а головной мозг при этом совершенно игнорирует проходящие сенсорные сигналы. Не все знают, что, когда человек спит, мозг строит специфическую модель его тела, которая имеет некоторые отличия от реальности. По мнению ученых, человек может ощущать падение по причине принятия мозгом модели тела, теряющей равновесие. Следствием такого явления может стать резкое внезапное включение мышц реального тела для сохранения равновесия. Функциональность мышц прекращается в момент пробуждения и человек осознает, что чувство падения ему приснилось.
Существует еще одно мнение относительно того, почему часто дергается нога во сне. В определенной фазе прекращаются реакции мозга на окружающие раздражители. Однако при этом сохраняются все реакции на раздражающие факторы внутреннего характера. При изменении концентрации кальция, калия и магния в крови человека развиваются непроизвольные сокращения мышц ног во время сна.
Когда дергаются ноги во сне, это может быть реакцией на сброс скопившегося за день физического напряжения.

При засыпании

Человек засыпает, как правило, постепенно, и, даже если за день у него накопилась сильная усталость, для погружения в первую фазу сна ему нужно около полутора часов. После этого с таким же временным интервалом происходит заход в последующие фазы. Именно при переходах из одной фазы в другую и наблюдается явление, при котором сокращаются мышцы (чаще всего на ногах).

Основной причиной того, что дергаются ноги при засыпании, является повышенная физическая нагрузка в течение дня. Это может быть также воздействием стресса, чрезмерного умственного переутомления, усталости. Мышечные волокна могут сокращаться при засыпании еще и по причине нехватки некоторых витаминов или полезных веществ, которые, например при вегетарианском питании, не поступают в организм. При этом мышцы не справляются с нагрузкой и при расслаблении во время засыпания начинают сокращаться.

Образ жизни

Большое значение имеет также образ жизни. Люди, ведущие размеренную жизнь, как правило, не страдают от такого патологического явления. Общая степень чувствительности организма определяет уровень длительности судорог конечностей во время засыпания. При погружении в стадию быстрого сна любой внешний раздражитель может спровоцировать ответную реакцию, проявляющуюся в виде дерганья ног. Так осуществляется своеобразная биологическая защита организма от влияния внешних воздействий.

В любом случае при определении причин непроизвольного сокращения мышечных тканей ног при засыпании необходимо проанализировать все предшествующие этому патологическому явлению реакции организма. Скорее всего, нужно снизить уровень нагрузок и устранить источник стрессовых ситуаций. Если данное состояние не наблюдается часто, то повода для беспокойства нет. Обращаться к специалисту следует в тех случаях, когда не принесли должного эффекта такие мероприятия по расслаблению, как принятие теплой ванны со сборами трав, прием успокаивающих лекарственных средств и т.д.

Дергается палец на ноге

Любое самостоятельное сокращение мышц тела довольно распространено и часто проявляется в форме судорог пальцев ног. Причин такого явления может быть много, но основные из них связаны с нарушениями в работе нервной системы.

Дергается палец на ноге в некоторых случаях по причине защемления мышц ног или их растяжения, а также вследствие физического перенапряжения ступни или по причине травмирования. При установлении причин патологии необходимо вспомнить о наличии ситуаций, при которых палец ноги мог быть травмирован.

Помимо этого палец на ноге дергается по причине нехватки в организме питательных элементов, например кальция, что можно проверить при помощи сдачи анализа крови. По тем же причинам может дергаться мышца на ноге выше колена.

Что делать, если дергается нога?

Способы устранения патологического состояния

Существует множество разнообразных рекомендаций по лечению самопроизвольных сокращений мышц ног. Некоторые специалисты рекомендуют держать их в холодной воде, а потом растирать в течение десяти минут. Помимо этого не рекомендуется чрезмерный прием пищи перед сном, что усложняет процесс отдыха не только органов пищеварительной системы, но и мозга, который реагирует на данный внутренний раздражитель мышечными сокращениями.

Специальная диета

В случае если ноги дергаются во сне по причине недостатка микроэлементов, например магния, необходимо соблюдать специальные диетические правила. Этого элемента много в таких продуктах, как тыквенные семена, пшеничные отруби, пища на соевой основе и молочные продукты. Концентрация магния в таких продуктах питания зависит от качественного состава грунтовых вод и почвы.

Кроме того, одновременно с соблюдением диеты следует принимать сбалансированные витаминные комплексы с микроэлементами. Для этих целей лучше всего подойдут БАДы и лекарственные препараты, содержащие в повышенной концентрации магний. При восстановлении и пополнении магниевого баланса возможно полное избавление от боли в ногах, предупреждение развития желчекаменных заболеваний, повышения камнеобразования в мочевыводящих путях, остеопороза и многих других проблем. Употребляя в пищу магнийсодержащие продукты, можно существенно снизить вероятность развития атеросклероза и гипертонии.

Сокращение мышц ноги у ребенка

Данное явление часто встречается в детском возрасте, особенно у новорожденных, и при его этом не следует впадать в панику. В основной массе случаев никакого нарушения в работе нервной системы у ребенка, как правило, не наблюдается. Обусловлено подергивание ножек малыша тем, что его организм просто адаптируется к условиям жизни в природной среде. На первых месяцах жизни нарушение сна и дерганье ног являются обычным явлением.

Одни дети подвержены им в большей, другие — в меньшей степени. У грудничков имеются существенные отличия в фазах сна, если сравнивать со взрослыми людьми. Глубокий сон у ребенка часто сменяется фазами поверхностного сна, который продолжается довольно долгое время. При этом малыш может просыпаться, плакать, дергать ногами. Но для полноценного развития крайне важны фазы сна поверхностного, поскольку именно в это время происходит формирование и созревание структур головного мозга. Постепенно, по мере развития и роста, вздрагивания ног у ребенка прекращаются сами по себе. Приблизительно в возрасте полугода произойдет существенное их сокращение, несмотря на тот факт, что беспокойный сон может длиться у некоторых детей до возраста шести лет и более.

Часто у беременных дергается мышца на ноге выше колена. Причины этого рассмотрены ниже.

Дергается конечность во время беременности

Во время беременности сокращение мышц ног – очень распространенное патологическое состояние. Это обусловлено несколькими факторами, среди которых:

Увеличение матки, что оказывает давление на зону малого таза, при котором происходит сдавление нервных окончаний и сосудов. Может наблюдаться защемление полой вены и нарушение кровотока в ногах. Следствием подобной патологии является дерганье ног, нервные тики и варикозная болезнь.
Нарушения обмена веществ, нехватка микроэлементов. Беременной женщине необходим повышенный объем питания и витаминов, при недостатке которых могут страдать мышечные структуры, что приводит к подергиванию конечностей.

Мы рассмотрели, почему дергаются ноги.

Что является наиболее частой причиной судорог в ногах?

Когда мышца в ноге человека сокращается сама по себе и остается сокращенной, это называется судорогой. Наиболее частой причиной судорог в ногах является чрезмерное использование мышц, например, когда человек слишком много тренируется. Человек обычно также обезвожен, когда он чрезмерно использует мышцы ног, увеличивая риск судорог. Повреждение мышц является еще одной распространенной причиной судорог в ногах, а также нехватка определенных минералов. В некоторых случаях, таких как ночные судороги ног, причина судорог в ногах неизвестна.

Судорога ноги может сигнализировать человеку, что он не получает достаточно питательных веществ. Если у кого-то недостаточно кальция в его крови, его ноги могут спазмовать, так как кальций помогает мышцам сокращаться должным образом. Человек, принимающий диуретики или водные таблетки, для лечения высокого кровяного давления может не иметь достаточного количества калия, что является еще одной причиной судорог в ногах. Низкий уровень магния или витамина Е также может вызвать судороги ног.

Много упражнений или активности, пожалуй, самая распространенная причина судорог в ногах, особенно у пожилых людей. Кто-то может испытывать судороги в теле теленка от плавания или судороги в верхней части ноги после бега. Судороги в ногах могут возникнуть после тренировки, если человек не привык к физическим упражнениям и не принимал достаточно воды во время тренировки. Если кто-то тренируется в жаркую погоду и не пьет достаточно воды во время занятий, судороги ног могут быть первым признаком того, что она страдает от теплового удара.

Повреждение мышц ноги или нервов, окружающих мышцы, является еще одной причиной судорог в ногах. Если кто-то сломает ногу, мышцы могут спазмовать сломанную кость, пытаясь удержать кость неподвижно и предотвратить чрезмерные движения. Раздражение нервов вокруг мышц также может вызвать судороги в ноге.

Спазмы могут также возникнуть, когда человек стоит на твердой поверхности в течение длительного периода времени. Сидеть слишком долго или лежать с неудобными ногами также может вызвать судороги. Люди с плоскостопием могут быть более подвержены судорогам ног.

Судорог в ногах можно избежать, оставаясь увлажненными во время упражнений и придерживаясь диеты с высоким содержанием питательных веществ, таких как кальций и калий. Человек должен пить по крайней мере пол литра воды за три часа до тренировки. Во время упражнений она должна пить спортивный напиток или напиток, содержащий электролиты, такие как натрий и калий. Растяжка перед тренировкой также может предотвратить судороги.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Страница не найдена |

404. Страница не найдена

Архив за месяц

ПнВтСрЧтПтСбВс

78910111213

14151617181920

21222324252627

3031

15161718192021

25262728293031

123

45678910

17181920212223

2728293031

1234

567891011

891011121314

11121314151617

28293031

1234

12345

6789101112

567891011

12131415161718

19202122232425

3456789

17181920212223

24252627282930

12345

13141516171819

20212223242526

2728293031

15161718192021

22232425262728

2930

Архивы

Мар

Апр

Май

Июн

Июл

Авг

Сен

Окт

Ноя

Дек

Метки

Настройки
для слабовидящих

реакция на стресс или болезнь?

Нервный тик – это непроизвольные, навязчивые, неоднократно повторяющиеся сокращения мышц. Они могут быть беспорядочными или имитировать целенаправленные движения. Причины возникновения нервного тика могут быть разными, но они всегда имеют неврологическую природу.

Первые симптомы родители могут заметить у детей в возрасте 4 — 5 лет, у 7% детей в возрасте 7 лет. Некоторый процент приходится на подростковый возраст. Чаще всего болезнь проявляется в виде шмыганья носом, покашливания или моргания. Нервный тик чаще встречается у мальчиков, чем у девочек.

Причины нервного тика

Часто нервный тик возникает в кризисный период жизни малыша из-за острого эмоционального переживания, например, это может быть связано с началом хождения в детский сад или школу. Иногда причина нервного тика кроется в недостатке магния в организме или в заболевании ЦНС. Очаговое воспаление в области лица может спровоцировать тик лицевых мышц.

К основным причинам специалисты относят:

Психогенные. Возникновение тика связано с психоэмоциональной травмой (ссора или развод родителей, чувство одиночества, недостаток внимания, повышенные требования к ребенку).

Наследственные. Нервный тик может передаваться по наследству, если в семье были больные таким заболеванием ЦНС, как синдром Туретта.

Симптоматические. Нервный тик возникает вследствие опухоли, родовой травмы, ишемии мозга, перенесенного вирусного заболевания.

Что способствует развитию тика?

Стрессы. Например, риск возникновения нервного тика у детей, который перенесли смерть кого-то из близких людей, возрастает до 80%.

Расстройство работы ЦНС. Чаще всего страдают дети с дефицитом внимания, гиперактивные дети.

Начало школьных занятий (тик первого сентября). Неврологи отмечают, что у первоклассников нервный тик возникает очень часто и не проходит, пока они не пройдут период адаптации к школе.

Внешние факторы. Причиной повторяющегося моргания может стать конъюнктивит.

Виды нервного тика

По причине возникновения

Психогенные.
Органические.
Рефлекторные.
Идиопатические.
Неврозоподобные.
Тикоподобные гиперкинезы.

По количеству задействованных мышц

Генерализированный (несколько групп).
Локальный (одна группа).

По количеству элементов

Сложные (например, подпрыгивание).
Простые (например, подергивание мышц глаза).

По характеру проявления

Вокальные (сопение, хмыканье, ругательства, кашлянье, шмыганье, слова).
Моторные (пожимание плечами, хлопки, подпрыгивание).
Мимические (причмокивание, моргание, подмигивание).
Ритуальные (ходьба из стороны в сторону или по кругу).

По длительности

Хронические (на протяжение нескольких лет).
Временные (не более года).

Тик глаза у ребенка

Данный тик возникает чаще всего, обычно причина возникновения тика остается невыясненной.

Если у ребенка появился тик, можно обратиться к психотерапевту или невропатологу. Но можно оказать помощь самостоятельно. Пересмотрите рацион ребенка, добавьте в него орехи, чернику, отруби, зелень, рыбу, черную смородину. Исключите черный чай, кофе, газированные напитки и шоколад.

Ребенку можно предложить успокаивающий травяной чай с мятой, мелиссой, ромашкой. Ребенку будет полезен витаминный комплекс, который содержит кальций и магний. Снять сильный тик сможет холодный компресс, который кладется на глаза минут на десять.

Тик глаза бывает простой и сложный. При простом подергивании глазной мышцы происходит один раз. При сложном наблюдается продолжительное сокращение, которое может сопровождаться дополнительными движениями.

Симптомы нервного тика

Сам ребенок может и не заметить проявления заболевания. Обычно необычное состояние замечают окружающие. Тик проявляется вместе с нарастающим чувством напряженности, которое ребенок пытается сдерживать. Потом наступает облегчение.

Частоту приступов увеличивают яркие эмоции, причем радость и гнев могут одинаково спровоцировать приступ тика. Во время сна и при концентрации внимания симптомы тика исчезают.

Диагностика нервного тика

Окончательный диагноз может поставить врач-невролог, который должен убедиться, что у ребенка отсутствует поражение головного мозга и расстройство психики. Очень часто вокальные тики расцениваются, как плохое поведение, а на самом деле ребенку нужна помощь. Поэтому диагноз очень важен.

Нервные тики могут мигрировать и проявляться сокращением различных групп мышц. Слабый тик сам ребенок может подавить усилием воли. Специалист может диагностировать у ребенка тревожность, неусидчивость, снижение умственной работоспособности, внимания и памяти, депрессию.

Лечение нервного тика

Лечение проводится под наблюдением невропатолога, если необходимо, то других специалистов. Характер лечения зависит от причин возникновения болезни.

Если причиной стали органические изменения ЦНС, то лечение необходимо направить на основное заболевание.

Чтобы снять внутреннее и внешнее напряжение, в котором ребенок находится после стресса, назначаются общеукрепляющие и успокаивающие средства, массаж, ванны.

Чтобы нормализовать эмоциональный фон врач может назначить мягкие седативные средства.

Многим детям помогает тесное общение с дельфинами и лошадьми.

Прогноз

Временные тики обычно проявляются в легкой форме и постепенно сами исчезают. Благоприятный прогноз наблюдается в 90% случаев. Родители должны пересмотреть свое отношение к ребенку, перестать слишком многое требовать от него и показать свою любовь к нему. Чаще проводите время с ребенком, бывайте на свежем воздухе, играйте. Все это приведет к исчезновению симптомов нервного тика.

Спастика – что это такое? Как и зачем с ней бороться?

Спастика или спастический синдром – это болезненные судороги, которые могут появляться после травм или инсультов. Это явление может играть и положительную, и отрицательную роль. Чтобы вернуться к нормальной жизни и снова комфортно передвигаться, нужно с самого начала реабилитации предпринять меры против усиления спастики.

В результате перенесенных инсультов или травм у пациентов могут наблюдаться судороги и спазмы мышц. Например, травма позвоночника может привести к судорогам в ногах, руках, шейном отделе. Обычно спазмы проявляют себя ночью, но нередко затрудняют жизнь и в дневное время. Эти непроизвольные сокращения мышц и называются спастикой или спастическим синдромом.

Что такое спастика простыми словами?

В нормальном состоянии механизм сокращения и расслабления мышц доведен до автоматизма. Все процессы работают безупречно благодаря слаженной работе конечностей, спинного мозга и головного мозга. Но инсульт или травма приводят к гибели клеток, которые отвечают за передачу сигналов двигательным нейронам спинного и головного мозга. В итоге тормозящие импульсы не доходят до адресата – координация нарушается.

Другими словами, мышцы ног или рук потеряли связь с мозгом, но при этом они продолжают накапливать энергию. Но эта энергия обязательно должна быть израсходована – это и происходит в виде болезненных судорог. Поскольку прямых команд от мозга мышцы не воспринимают, спазмы могут произойти в любую минуту.

Спастика: хорошо или плохо?

Механизмы формирования спастического синдрома до сих пор недостаточно изучены из-за своей сложности и многогранности. Спастика проявляется не у всех. И в ее наличии, и в ее отсутствии есть свои плюсы и минусы.

Спастика удерживает мышцы в тонусе и способствует их хорошему кровоснабжению. Многие врачи очень положительно оценивают спастику – это означает, что ноги или руки все еще можно восстановить, и человек снова сможет ходить. Даже несмотря на болевые ощущения, многие пациенты с радостью воспринимают, что их ноги (или руки) «работают», хоть и самопроизвольно. По крайней мере, на первом этапе реабилитации роль спастики является однозначно положительной. Но в дальнейшем усиление спастического синдрома приводит к серьезным сложностям в восстановлении.

Как не запустить спастику?

Если в первые недели реабилитации предпринять необходимые меры против усиления спастики, то можно снизить возможные негативные последствия. По крайней мере, удастся добиться такого состояния, чтобы комфортно передвигаться и жить нормальной жизнью. Для этого нужно:

Сократить время в сидячем положении. Конечно, сидеть нужно обязательно, в том числе и для укрепления мышц спины. Вот только нельзя слишком много времени проводить в сидячем положении – это приводит к сокращению и стягиванию (а значит и к потере эластичности) паховых и брюшных мышц, сухожилий.
Лежать с валиком под грудью. Какое-то время пациент провел сидя, и теперь ему нужно лечь, подложив валик под грудную клетку. Подойдет и обычная подушка. Это нужно, чтобы растянуть мышцы после сокращения. Кроме того, полезно будет при этом положить небольшой груз на копчик (до 5-8 кг, подбирается индивидуально). Дополнительно можно подложить валик (или подушку) чуть выше колена.
Не лежать на боку с согнутыми ногами. По сути, тот же вред, что и у сидячего положения. Если для пациента эта поза удобна, то, конечно, нельзя от нее отказываться. Нужно ввести себе обязательное правило: каждый раз после этого нужно лежать на животе с подушкой или валиком под грудью.
Не накачивать мышцы вначале восстановления. На старте реабилитации хочется сделать как можно больше для ускорения восстановления. Но такой подход таит в себе серьезные риски. Из-за спастики мышцы и так забиты, а тренировка только усугубляет ситуацию. Путь тормозных импульсов к адресату становится еще более трудным из-за сильной забитости мышц.

Методы лечения

Полностью избавиться от спастического синдрома не удастся, но можно сделать так, чтобы судороги как можно меньше тревожили и не мешали в обычной жизни. Существует несколько направлений лечения:

Лечебная физкультура (ЛФК). По сути, единственный действительно эффективный метод борьбы со спастикой, который дает устойчивый результат. Нужно регулярно выполнять комплекс упражнений на растяжку мышц: разминать пальцы ног, делать круговые вращения стопами, выпрямлять и сгибать ноги в сидячем положении, делать наклоны туловища, поочередно поднимать ноги, сгибать ног в коленях в положении на животе. Для ЛФК можно и нужно использовать различный вспомогательный инвентарь: мячи, скамейки, штурвалы для рук, различные тренажеры и другие полезные приспособления.
Хирургические процедуры. Существует временное решение, которое могут предложить хирурги – подрезание сухожилий. На некоторое время спастический синдром действительно пропадает, но затем возвращается и становится еще более сильным. Не спешите соглашаться на эту операцию, пока не взвесите все за и против.
Таблетки или уколы. Медицинские препараты способны утихомирить болезненные судороги. Но длительность действия лекарств обычно не превышает 2-3 часов, а после продолжительного приема препараты и вовсе станут неэффективны. К тому же из-за лекарств спастические проявления могут стать более сильными и интенсивными.

ЛФК и лежание на животе с подушкой под грудь – это самые простые и одновременно самые эффективные средства против усиления спастики. У такого лечения нет побочных эффектов и рисков. К тому же если человек с инвалидностью сам покупает технические средства реабилитации, то можно получить от государства компенсацию их стоимости через социальные службы. Подробную информацию вы можете уточнить у наших консультантов.

моторных единиц и мышечных рецепторов (раздел 3, глава 1) Neuroscience Online: электронный учебник по нейронаукам | Кафедра нейробиологии и анатомии

1.1 Что такое управление двигателем?

Рисунок 1.1
Сенсорные рецепторы предоставляют информацию об окружающей среде, которая затем используется для производства действий по изменению окружающей среды. Иногда путь от ощущения к действию прямой, как в рефлексе.Однако в большинстве случаев когнитивная обработка происходит для того, чтобы сделать действия адаптивными и подходящими для конкретной ситуации.

Большая часть мозга и нервной системы посвящена обработке сенсорной информации, чтобы построить подробные представления о внешней среде.

Через зрение, слух, соматоощущение и другие чувства мы воспринимаем мир и наше отношение к нему. Однако эта сложная обработка имела бы ограниченную ценность, если бы у нас не было способа воздействовать на окружающую среду, которую мы ощущаем, будь то действие, состоящее в бегстве от хищника; искать укрытие от дождя; поиск пищи, когда человек голоден; двигать губами и голосовыми связками, чтобы общаться с другими; или выполнение бесчисленного множества других действий, составляющих нашу повседневную жизнь.В некоторых случаях связь между сенсорным входом и моторным выходом проста и непосредственна; например, прикосновение к горячей плите вызывает немедленное отдергивание руки (рис. 1.1). Однако обычно наши сознательные действия требуют не только сенсорного ввода, но и множества других когнитивных процессов, которые позволяют нам выбирать наиболее подходящий двигательный выход для данных обстоятельств. В каждом случае конечным выходом является набор команд определенным мышцам тела для приложения силы к какому-либо другому объекту или силам (например,г. , гравитация). Весь этот процесс подпадает под предмет моторного контроля.

1.2 Некоторые необходимые компоненты правильного управления двигателем

Воля. Двигательная система должна генерировать адаптивные движения, которые достигают целей организма. Эти цели оцениваются и устанавливаются областями мозга высокого порядка. Двигательная система должна преобразовывать цели в соответствующую активацию мышц для выполнения желаемых движений.
Координация сигналов ко многим группам мышц.Некоторые движения ограничиваются активацией одной мышцы. Например, перемещение руки из кармана в положение перед собой требует скоординированной активности плеча, локтя и запястья. Выполнение одного и того же движения при извлечении из кармана гири весом 2 фунта может привести к той же траектории движения руки, но потребует различных наборов сил, действующих на мышцы, выполняющие движение. Задача двигательной системы состоит в том, чтобы определить необходимые усилия и координацию в каждом суставе, чтобы произвести окончательное плавное движение руки.
Проприоцепция. Чтобы совершить желаемое движение (например, поднять руку, чтобы задать вопрос), двигательной системе необходимо знать исходное положение руки. Поднятие руки из положения покоя на столе по сравнению с положением покоя на макушке приводит к тому же конечному положению руки, но эти два движения требуют разных моделей мышечной активации. Двигательная система имеет набор сенсорных входов (называемых проприоцепторами), которые сообщают ей длину мышц и прилагаемые к ним силы; он использует эту информацию для расчета положения сустава и других переменных, необходимых для выполнения соответствующего движения.
Постуральные корректировки. Двигательная система должна постоянно производить корректировку позы, чтобы компенсировать изменения центра масс тела, когда мы двигаем конечностями, головой и туловищем. Без этих автоматических регулировок простое движение за чашкой привело бы к падению, поскольку центр масс тела смещается в положение перед осью тела.
Сенсорная обратная связь. Помимо использования проприоцепции для определения положения тела перед движением, двигательная система должна использовать другую сенсорную информацию для точного выполнения движения.Сравнивая желаемую деятельность с фактической, сенсорная обратная связь позволяет корректировать движения по мере их выполнения, а также позволяет модифицировать двигательные программы, чтобы будущие движения выполнялись более точно.
Компенсация физических особенностей тела и мышц. Чтобы приложить определенную силу к объекту, недостаточно знать только характеристики объекта (например, его массу, размер и т. д.). Двигательная система должна учитывать физические характеристики тела и самих мышц.Кости и мышцы имеют массу, которую необходимо учитывать при движении сустава, а сами мышцы имеют определенную степень сопротивления движению.
Бессознательная обработка. Двигательная система должна выполнять многие процедуры автоматически, без необходимости контроля высшего порядка. Представьте, если бы при ходьбе по комнате нужно было думать о том, как ставить ногу на каждый шаг, обращая внимание на движение каждой мышцы ноги и следя за тем, чтобы происходили соответствующие силы и скорости сокращения.Было бы трудно делать что-то еще, кроме этой задачи. Вместо этого многие двигательные задачи выполняются автоматически, что не требует сознательной обработки. Например, многие позы, которые тело делает во время движения, выполняются без нашего ведома. Эти бессознательные процессы позволяют областям мозга более высокого порядка заниматься широкими желаниями и целями, а не низкоуровневыми реализациями движений.
Адаптивность. Двигательная система должна адаптироваться к меняющимся обстоятельствам.Например, по мере роста ребенка и изменения его тела на двигательную систему накладываются различные ограничения в виде размера и массы костей и мышц. Моторные команды, которые работают, чтобы поднять руку младенца, совершенно не способны поднять руку взрослого. Система должна адаптироваться с течением времени, чтобы изменить свой результат для достижения тех же целей. Кроме того, если бы система не могла адаптироваться, мы бы никогда не смогли овладеть двигательными навыками, такими как игра на пианино, бейсбольный мяч или выполнение микрохирургических операций.

Это лишь некоторые из многих компонентов двигательной системы, которые позволяют нам выполнять сложные движения, казалось бы, без усилий. Мозг развил чрезвычайно сложные и изощренные механизмы для выполнения этих задач, и исследователи лишь коснулись поверхности в понимании принципов, лежащих в основе контроля мозга над движением.

1.3 Для управления двигателем требуется сенсорный ввод

Один из основных принципов моторной системы заключается в том, что для управления моторикой требуется сенсорный ввод для точного планирования и выполнения движений.Этот принцип применим как к низким уровням иерархии, таким как спинномозговые рефлексы, так и к более высоким уровням. Как мы увидим в этом материале о двигательной системе, наши способности совершать движения, которые являются точными, правильно рассчитанными и с соответствующей силой, в решающей степени зависят от сенсорного ввода, который присутствует повсеместно на всех уровнях иерархии двигательной системы.

1.4 Функциональная сегрегация и иерархическая организация

Легкость, с которой мы совершаем большинство движений, противоречит невероятной сложности и изощренности двигательной системы.Инженеры потратили десятилетия, пытаясь заставить машины выполнять простые задачи, которые мы считаем само собой разумеющимися, однако самые передовые робототехнические системы не могут и близко приблизиться к воспроизведению точности и плавности движений во всех типах условий, которых мы достигаем без усилий и автоматически. Как мозг это делает? Хотя многие детали непонятны, два общих принципа кажутся ключевыми для понимания управления двигателем:

Функциональная сегрегация. Двигательная система разделена на ряд различных областей, которые контролируют различные аспекты движения (стратегия «разделяй и властвуй»).Эти области расположены по всей нервной системе. Один из ключевых вопросов исследования двигательного контроля состоит в том, чтобы понять функциональную роль, которую играет каждая область.
Иерархическая организация. Различные области двигательной системы организованы иерархически. Области более высокого порядка могут заниматься более глобальными задачами, касающимися действия, такими как принятие решения о том, когда действовать, разработка соответствующей последовательности действий и координация деятельности многих конечностей.Им не нужно программировать точную силу и скорость отдельных мышц или координировать движения с изменением позы; эти низкоуровневые задачи выполняются нижними уровнями иерархии.

Иерархия двигательной системы состоит из 4 уровней (рис. 1.2): спинного мозга, ствола головного мозга, моторной коры и ассоциативной коры. Он также содержит две боковые петли: базальные ганглии и мозжечок, которые взаимодействуют с иерархией через связи с таламусом.

Рисунок 1.2
Схематическое представление различных уровней и взаимосвязей иерархии двигательной системы. Рисунок мозга слева представляет собой схематическую версию идеализированного участка мозга, который содержит основные структуры иерархии двигательной системы для иллюстративных целей; никакой настоящий отдел мозга не содержал бы всех этих структур. Нажмите на каждое поле справа, чтобы выделить входы (синий) и выходы (красный) каждого региона.

1.5 Спинной мозг: первый иерархический уровень

Спинной мозг — это первый уровень двигательной иерархии. Это место, где расположены двигательные нейроны. Это также место расположения многих интернейронов и сложных нейронных цепей, которые выполняют «основную» обработку управления двигателем. Эти цепи выполняют низкоуровневые команды, которые генерируют надлежащие силы для отдельных мышц и групп мышц, чтобы обеспечить адаптивные движения.Спинной мозг также содержит сложные схемы для таких ритмичных действий, как ходьба. Поскольку этот нижний уровень иерархии отвечает за эти основные функции, более высокие уровни (например, моторная кора) могут обрабатывать информацию, связанную с планированием движений, построением адаптивных последовательностей движений и координацией движений всего тела. без необходимости кодировать точные детали каждого мышечного сокращения.

1.6 Двигательные нейроны

Альфа-мотонейроны (также называемые нижними мотонейронами ) иннервируют скелетные мышцы и вызывают мышечные сокращения, которые вызывают движение.Моторные нейроны выделяют нейромедиатор ацетилхолин в синапсах, называемых нервно-мышечными соединениями. Когда ацетилхолин связывается с ацетилхолиновыми рецепторами на мышечном волокне, потенциал действия распространяется вдоль мышечного волокна в обоих направлениях (обзор см. в главе 4 раздела I). Потенциал действия вызывает сокращение мышцы. Если концы мышцы зафиксировать, сохранив мышцу на одной длине, то сокращение происходит за счет повышенного усилия на опорах (i сометрическое сокращение ).Если мышца укорачивается без сопротивления, сокращение приводит к постоянной силе (изотоническое сокращение ). Моторные нейроны, контролирующие движения конечностей и тела, расположены в передних рогах спинного мозга, а мотонейроны, контролирующие движения головы и лица, расположены в двигательных ядрах ствола головного мозга. Несмотря на то, что двигательная система состоит из множества различных типов нейронов, разбросанных по всей ЦНС, двигательный нейрон — это единственный способ взаимодействия двигательной системы с мышцами.Таким образом, все движения в конечном счете зависят от активности нижних двигательных нейронов. Известный физиолог сэр Чарльз Шеррингтон называл эти двигательные нейроны «последним общим путем» обработки движений.

Рисунок 1.3
Спинной мозг с моторным нейроном в переднем роге.

Двигательные нейроны — это не просто проводники двигательных команд, генерируемых более высокими уровнями иерархии.Они сами являются компонентами сложных схем, выполняющих сложную обработку информации. Как показано на рис. 1.3, моторные нейроны имеют сильно разветвленные, сложные дендритные деревья, что позволяет им интегрировать входные данные от большого количества других нейронов и вычислять правильные выходные данные.

Два термина используются для описания анатомических отношений между двигательными нейронами и мышцами: пул двигательных нейронов и двигательная единица.

Моторные нейроны сгруппированы в столбчатые ядра спинного мозга, называемые пулами мотонейронов (или двигательными ядрами).Все мотонейроны в пуле мотонейронов иннервируют одну мышцу (рис. 1.4), и все мотонейроны, иннервирующие конкретную мышцу, входят в один и тот же пул мотонейронов. Таким образом, существует взаимно однозначная связь между мышцей и пулом двигательных нейронов.
Каждое отдельное мышечное волокно в мышце иннервируется одним и только одним мотонейроном (убедитесь, что вы понимаете разницу между мышцей и мышечным волокном). Однако один мотонейрон может иннервировать множество мышечных волокон.Комбинация отдельного мотонейрона и всех мышечных волокон, которые он иннервирует, называется двигательной единицей . Число волокон, иннервируемых двигательной единицей, называется коэффициентом ее иннервации .

Рисунок 1.4
Двигательная единица и пул двигательных нейронов.

Если мышца необходима для точного контроля или для тонких движений (например,g. , движение пальцев или рук), его двигательные единицы имеют тенденцию к малому коэффициенту иннервации. То есть каждый мотонейрон будет иннервировать небольшое количество мышечных волокон (10-100), обеспечивая множество нюансов движения всей мышцы. Если мышца требуется только для грубых движений (например, мышца бедра), ее двигательные единицы, как правило, имеют высокий коэффициент иннервации (т. е. каждый двигательный нейрон иннервирует 1000 или более мышечных волокон), поскольку нет необходимости в отдельных мышцах. волокна должны подвергаться хорошо скоординированным, дифференциальным сокращениям, чтобы произвести точное движение.

1.7 Контроль мышечной силы

Двигательный нейрон контролирует величину силы, прилагаемой мышечными волокнами. Есть два принципа, которые регулируют взаимосвязь между активностью двигательных нейронов и мышечной силой: код скорости и принцип размера.

Код тарифа. Моторные нейроны используют код скорости, чтобы сигнализировать о силе, которую должна приложить мышца.

Увеличение частоты потенциалов действия, запускаемых двигательным нейроном, вызывает увеличение силы, генерируемой двигательной единицей.Этот код показан на рис. 1.5. Когда мотонейрон запускает одиночный потенциал действия (воспроизведение 1), мышца слегка подергивается, а затем расслабляется, возвращаясь в состояние покоя. Если двигательный нейрон срабатывает после того, как мышца вернулась к исходному состоянию, то величина следующего мышечного сокращения будет такой же, как и первое. Однако, если скорость возбуждения двигательного нейрона увеличивается, так что второй потенциал действия возникает до того, как мышца расслабится до исходного уровня, тогда второй потенциал действия создает большее количество силы, чем первый (т.е., сумма мышечных сокращений) (Игра 2). С увеличением скорострельности суммирование усиливается, вплоть до предела. Когда последовательные потенциалы действия больше не вызывают суммирования мышечных сокращений (поскольку мышца находится в состоянии максимального сокращения), мышца находится в состоянии, называемом столбняк (игра 3).

Рисунок 1.5
Код нормы для мышечной силы.Верхняя кривая на осциллографе показывает потенциалы действия, генерируемые альфа-мотонейроном. Нижняя кривая показывает силу, создаваемую изометрически сокращающейся мышцей. Игра 1: Одиночные спайки двигательного нейрона вызывают небольшие подергивания мышц. ИГРА 2: Несколько последовательных всплесков суммируются, чтобы вызвать более сильные сокращения. Игра 3. Очень высокая частота спайков вызывает максимальное сокращение, называемое столбняком.

Принцип размера.Когда на двигательные нейроны посылается сигнал для выполнения движения, не все двигательные нейроны задействуются одновременно или случайным образом. Принцип размера мотонейрона гласит, что с увеличением силы входного сигнала на мотонейроны рекрутируются более мелкие мотонейроны и активируются потенциалы действия до того, как рекрутируются более крупные мотонейроны. Почему происходит эта упорядоченная вербовка? Вспомните взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением ( Закон Ома ): V = IR. Поскольку меньшие двигательные нейроны имеют меньшую площадь поверхности мембраны, у них меньше ионных каналов и, следовательно, большее входное сопротивление.Более крупные моторные нейроны имеют большую поверхность мембраны и, соответственно, больше ионных каналов; следовательно, они имеют меньшее входное сопротивление. Согласно закону Ома, небольшого синаптического тока будет достаточно, чтобы мембранный потенциал небольшого мотонейрона достиг порога срабатывания, в то время как большой мотонейрон остается ниже порога. По мере увеличения силы тока мембранный потенциал большего двигательного нейрона также увеличивается, пока он также не достигнет порога срабатывания.

Рис. 1.6 показано, как принцип размера определяет силу, создаваемую мышцей. Поскольку двигательные единицы задействуются упорядоченным образом, слабые входы в двигательные нейроны заставят активироваться только несколько двигательных единиц, что приведет к небольшой силе, прилагаемой мышцей (воспроизведение 1). При более сильных входных сигналах будет задействовано больше двигательных нейронов, что приведет к увеличению силы, приложенной к мышце (воспроизведение 2 и воспроизведение 3). При этом разные типы мышечных волокон иннервируются мелкими и крупными мотонейронами.Мелкие двигательные нейроны иннервируют медленно сокращающихся волокна ; двигательные нейроны среднего размера иннервируют быстросокращающихся, устойчивых к утомлению волокон ; и большие двигательные нейроны иннервируют быстро сокращающихся, утомляемых мышечных волокон . Медленно сокращающиеся волокна генерируют меньшую силу, чем быстросокращающиеся, но они способны поддерживать этот уровень силы в течение длительного времени. Эти волокна используются для поддержания осанки и выполнения других движений с малой силой. Быстрые, устойчивые к утомлению волокна задействуются, когда вход в мотонейроны достаточно велик, чтобы задействовать мотонейроны промежуточного размера.Эти волокна генерируют большую силу, чем медленно сокращающиеся волокна, но они не способны поддерживать силу так долго, как медленно сокращающиеся волокна. Наконец, быстро сокращающиеся, утомляемые волокна задействуются, когда активируются самые крупные двигательные нейроны. Эти волокна производят большое количество силы, но очень быстро утомляются. Они используются, когда организм должен произвести всплеск большой силы, например, в механизме побега. Большинство мышц содержат как быстрые, так и медленные волокна, но в разных пропорциях.Таким образом, белое мясо курицы, используемое для управления крыльями, состоит в основном из быстро сокращающихся волокон, тогда как темное мясо, используемое для поддержания равновесия и осанки, состоит в основном из медленно сокращающихся волокон.

Рисунок 1.6
Размерный принцип мышечной силы. Верхняя кривая осциллоскопа представляет потенциалы действия аксона нисходящего пути. При низкой активности нисходящего пути активируются только малые альфа-мотонейроны, производящие небольшое мышечное усилие (нижняя кривая осциллографа). С увеличением скорости активности нисходящего пути в дополнение к малым нейронам активируются альфа-мотонейроны среднего размера. Поскольку активируется больше двигательных единиц, мышца производит больше силы. Наконец, при самых высоких показателях нисходящей активности задействуются самые крупные альфа-мотонейроны, производящие максимальную мышечную силу.

1.8 Мышечные рецепторы и проприоцепция

Двигательная система требует сенсорного ввода для правильного функционирования.В дополнение к сенсорной информации о внешней среде двигательная система также нуждается в сенсорной информации о текущем состоянии самих мышц и конечностей. Проприоцепция — это ощущение положения тела в пространстве, основанное на специализированных рецепторах, расположенных в мышцах и сухожилиях. Мышечное веретено сигнализирует о длине мышцы и изменениях длины мышцы. Сухожильный орган Гольджи сигнализирует о силе, прилагаемой к мышце.

Мышечные веретена

Мышечные веретена представляют собой совокупность 6-8 специализированных мышечных волокон, расположенных внутри самой мышечной массы (рис. 1.7). Эти волокна не вносят значительного вклада в силу, создаваемую мышцей. Скорее, это специализированные рецепторы, которые сигнализируют (а) о длине и (б) скорости изменения длины (скорости) мышцы. Из-за веретенообразной формы мышечного веретена эти волокна называются интрафузальными волокнами .Подавляющее большинство мышечных волокон, которые позволяют мышце выполнять работу, называются экстрафузальными волокнами . Каждая мышца содержит множество мышечных веретен; мышцы, необходимые для тонких движений, содержат больше веретен, чем мышцы, используемые для осанки или грубых движений.

Рисунок 1.7
Мышечное веретено и сухожильный орган Гольджи.

1. 9 Типы волокон мышечного веретена

Рисунок 1.8
Мышечное веретено.

Существует 3 типа волокон мышечного веретена, характеризующихся их формой и типом информации, которую они передают (рис. 1.8).

Волокна ядерной цепи. Эти волокна названы так потому, что их ядра выстроены в один ряд (цепочку) в центре волокна. Они сигнализируют информацию о статической длине мышцы.
Волокна статического ядерного мешка. Эти волокна названы так потому, что их ядра собраны в пучок в середине волокна.Подобно волокнам ядерной цепи, эти волокна передают информацию о статической длине мышцы.
Волокна Dynamic Nuclear Bag. Эти волокна анатомически подобны волокнам статического ядерного мешка, но они передают в первую очередь информацию о скорости изменения (скорости) длины мышцы.
Типичное мышечное веретено состоит из 1 волокна динамической ядерной сумки, 1 волокна статической ядерной сумки и примерно 5 волокон ядерной цепи.

1.10 Сенсорная иннервация мышечных веретен

Поскольку мышечное веретено расположено параллельно экстрафузальным волокнам, оно будет растягиваться вместе с мышцей.Мышечные веретена сигнализируют ЦНС о длине и скорости мышц через два типа специализированных чувствительных волокон, которые иннервируют интрафузальные волокна. Эти чувствительные волокна имеют рецепторы растяжения, которые открываются и закрываются в зависимости от длины интрафузального волокна.

Афференты группы Ia (также называемые первичными афферентами ) огибают центральную часть всех 3 типов интрафузальных волокон; эти специализированные окончания называются кольцевыми спиральными окончаниями . Поскольку они иннервируют все 3 типа интрафузальных волокон, афференты группы Ia предоставляют информацию как о длине, так и о скорости.
Афференты группы II (также называемые вторичными афферентами ) иннервируют концы волокон ядерной цепи и статических волокон ядерного мешка в специализированных соединениях, называемых окончаниями цветочных побегов . Поскольку они не иннервируют волокна динамического ядерного мешка, афференты группы II передают информацию только о длине мышцы.

Из-за особенностей иннервации трех типов интрафузальных волокон афференты группы Ia и группы II по-разному реагируют на различные типы мышечных движений.На рис. 1.9 показаны ответы каждого типа афферентов на линейное растяжение мышцы. Первоначально волокна как группы Ia, так и группы II возбуждаются с определенной скоростью, кодируя текущую длину мышцы. Во время растяжки эти два типа различаются по своим реакциям. Афферентные импульсы группы Ia возникают с очень высокой скоростью во время растяжения, кодируя скорость длины мышцы; в конце растяжения его возбуждение уменьшается, так как мышца больше не меняет длину. Обратите внимание, однако, что его частота импульсов по-прежнему выше, чем до растяжения, так как теперь он кодирует новую длину мышцы.Сравните реакцию афферентной группы Ia с афферентной группой II. Афферент группы II неуклонно увеличивает скорость возбуждения по мере растяжения мышцы. Скорость его возбуждения не зависит от скорости изменения мышцы; скорее, его скорость возбуждения зависит только от непосредственной длины мышцы.

Рисунок 1.9
Ответы мышечных веретен. Афферент группы Ia отвечает с наибольшей скоростью, когда мышца активно растягивается, но также сигнализирует о статической длине мышцы из-за иннервации статического волокна ядерной сумки и волокна ядерной цепи.Афферент группы II сигнализирует только о статической длине мышцы, линейно увеличивая скорость возбуждения в зависимости от длины мышцы.

1.11 Гамма-мотонейроны

Хотя интрафузальные волокна не вносят значительного вклада в мышечное сокращение, они имеют сократительные элементы на своих концах, которые иннервируются двигательными нейронами.

Рисунок 1. 10
Коактивация альфа-гамма. Мышца начинается с определенной длины, кодируемой возбуждением афферента Ia. Когда мышца растягивается, мышечное веретено растягивается, и афферент Ia возбуждается сильнее. Когда мышца освобождается от растяжения и сокращается, мышечное веретено ослабевает, в результате чего афферент Ia умолкает. Мышечное веретено становится нечувствительным к дальнейшим растяжениям мышц. Чтобы восстановить чувствительность, гамма-мотонейроны срабатывают и заставляют веретено сокращаться, тем самым натягиваясь и снова способные сигнализировать о длине мышцы.

Двигательные нейроны делятся на две группы. Альфа-мотонейроны иннервируют экстрафузальные волокна , сильно сокращающиеся волокна, которые снабжают мышцу энергией. Гамма-мотонейроны иннервируют интрафузальные волокна , которые сокращаются незначительно. Функция интрафузального сокращения волокон не в том, чтобы придавать мышце силу; скорее, гамма-активация интрафузального волокна необходима, чтобы поддерживать мышечное веретено натянутым и, следовательно, чувствительным к растяжению в широком диапазоне длин мышц. Эта концепция проиллюстрирована на рис. 1.10. Если расслабленная мышца растягивается, мышечное веретено растягивается параллельно, посылая сигналы через первичные и вторичные афференты. Однако последующее сокращение мышцы устраняет тягу к веретену, и оно ослабевает, вызывая прекращение возбуждения афферентных волокон веретена. Если бы мышцу снова растянули, мышечное веретено не смогло бы сигнализировать об этом растяжении. Таким образом, веретено становится временно нечувствительным к растяжению после того, как мышца сократилась.Активация гамма-мотонейронов предотвращает эту временную нечувствительность, вызывая слабое сокращение интрафузальных волокон параллельно с сокращением мышцы. Это сокращение постоянно удерживает веретено в натянутом состоянии и сохраняет его чувствительность к изменениям длины мышцы. Таким образом, когда ЦНС инструктирует мышцу сокращаться, она не только посылает соответствующие сигналы альфа-мотонейронам, но также инструктирует гамма-мотонейроны соответствующим образом сокращать интрафузальные волокна; этот скоординированный процесс называется альфа-гамма коактивацией .

1.12 Сухожильный орган Гольджи

Рисунок 1.11
Сухожильный орган Гольджи.

Сухожильный орган Гольджи представляет собой специализированный рецептор, расположенный между мышцей и сухожилием (рис. 1.7). В отличие от мышечного веретена, расположенного параллельно экстрафузальным волокнам, сухожильный орган Гольджи располагается последовательно с мышцей и передает информацию о нагрузке или усилии, прикладываемом к мышце.Сухожильный орган Гольджи состоит из капсулы, содержащей многочисленные коллагеновые волокна (рис. 1.11). Орган иннервируется первичными афферентами, называемыми волокнами группы Ib , которые имеют специализированные окончания, вплетающиеся между коллагеновыми волокнами. Когда к мышце прикладывается сила, сухожильный орган Гольджи растягивается, вызывая сдавливание коллагеновых волокон и деформацию мембран первичных афферентных чувствительных окончаний. В результате афферент деполяризуется и запускает потенциалы действия, сигнализируя о величине силы.

На рис. 1.12 показаны различия в информации, передаваемой мышечными веретенами и сухожильными органами Гольджи. В состоянии покоя афференты Ia веретен трехглавой мышцы возбуждаются с постоянной частотой, кодируя текущую длину мышцы, а афференты Ib сухожильных органов Гольджи двуглавой мышцы возбуждаются с низкой частотой. Когда в руку кладут легкий предмет (воздушный шар), частота возбуждения обоих афферентов практически не меняется. Однако, когда рука начинает подниматься, трехглавая мышца растягивается, и афферентные волокна Ia увеличивают скорость возбуждения в зависимости от длины мышцы.Волокна Ib заметно не изменяются, потому что баллон не добавляет большой нагрузки на мышцу. Что, если вместо этого в руку положить тяжелый предмет (шар для боулинга)? Поскольку на бицепсы теперь ложится большая нагрузка, афференты Ib активизируются энергично. Обратите внимание, что афферент Ia не затронут, так как длина мышцы не изменилась. Однако, когда рука начинает подниматься, афференты Ia возбуждаются, как и в случае с воздушным шаром.

Рисунок 1.12
Разница между мышечным веретеном и сухожильным органом Гольджи.

Итого,

Мышечные веретена передают информацию о длине и скорости мышцы
Сухожильные органы Гольджи сигнализируют информацию о нагрузке или силе, приложенной к мышце

Проверьте свои знания

Типы волокон, содержащихся в мышечных веретенах, включают…

A. Волокна динамического ядерного мешка
B. Волокна динамической ядерной цепи
C. Афферентные волокна группы Ib
D. Экстрафузальные волокна
E. Афферентные волокна IV группы

Типы волокон, содержащихся в мышечных веретенах, включают. ..

A. Волокна динамического ядерного мешка Ответ ПРАВИЛЬНЫЙ!
Б.Волокна динамической ядерной цепи
C. Афферентные волокна группы Ib
D. Экстрафузальные волокна
E. Афферентные волокна IV группы

Типы волокон, содержащихся в мышечных веретенах, включают…

A. Волокна динамического ядерного мешка
B. Волокна динамической ядерной цепи Этот ответ НЕВЕРЕН.
Волокна ядерной цепи сигнализируют только о статической длине мышцы.
C. Афферентные волокна группы Ib
D. Экстрафузальные волокна
E. Афферентные волокна IV группы

Типы волокон, содержащихся в мышечных веретенах, включают…

A. Волокна динамического ядерного мешка
B. Волокна динамической ядерной цепи
C. Афферентные волокна группы Ib Это НЕВЕРНЫЙ ответ.
Афференты группы Ib связаны с сухожильными органами Гольджи.
D. Экстрафузальные волокна
E. Афферентные волокна IV группы

Типы волокон, содержащихся в мышечных веретенах, включают…

A. Волокна динамического ядерного мешка
B. Волокна динамической ядерной цепи
C. Афферентные волокна группы Ib
Д.Экстрафузальные волокна Это НЕВЕРНЫЙ ответ.
Экстрафузальные волокна находятся вне мышечного веретена.
E. Афферентные волокна IV группы

Типы волокон, содержащихся в мышечных веретенах, включают…

A. Волокна динамического ядерного мешка
B. Волокна динамической ядерной цепи
C. Афферентные волокна группы Ib
Д.Экстрафузальные волокна
E. Афферентные волокна IV группы Ответ НЕВЕРНЫЙ.
Афферентные волокна группы IV не являются частью мышечного веретена.