מבוא לבקרה מוטורית

השליטה בהתנהגות המוטורית, או כיצד המחשבות במוחנו מתורגמות לפעולות של גופנו, היא אחת השאלות החשובות ביותר שניתן לשאול על ידי מדעני התנהגות. זה עניין מדעי בסיסי להבין איך מערכת העצבים שלנו יכולה לתפוס ולשלב מידע חושי ולעורר תגובה באמצעות מערכת השלד והשרירים שלנו. יחד עם זאת, הבנה משופרת של שליטה מוטורית תעזור לנו לבנות כלים טובים יותר כדי לעזור לחולים עם הפרעות מוטוריות.

בסרטון זה תלמדו על הבסיס הנוירוביולוגי של שליטה מוטורית, על השאלות הבסיסיות של התחום, על כמה מהטכניקות הניסיוניות החשובות ועל כמה יישומים ספציפיים של טכניקות אלה כדי לחקור התנהגות מוטורית.

כדי להתחיל, בואו נסתכל על מה שמדענים יודעים כרגע על הנוירוביולוגיה של שליטה מוטורית.

נראה שחלקים שונים של מערכת העצבים שלנו מתפקדים היררכית כדי לשלוט בהתנהגות המוטורית. בראש ההיררכיה הנוירואנטומית נמצאת קליפת המוח המוטורית, המורכבת מהקדם-מוטור והאזור המוטורי העיקרי. קטע קורונל דרך קליפת המוח המוטורית מגלה כי האזור המוטורי העיקרי מקרין "נוירונים מוטוריים עליונים" במורד חוט השדרה כדי לשלוט בתנועות של חלקים שונים. נוירונים השולטים בחלקי גוף ספציפיים הופכים למקומים לאותם אזורים באזור המוטורי, כך שניתן לזהות ולייצג "מפת מנוע" של הגוף בצורה של "הומונקולוס קליפת המוח".

בחלקו החיצוני של האזור המוטורי העיקרי נמצא אזור הפרמוטור, אשר מוצע להיות מעורב בשליטה על תנועות מורכבות ספציפיות למשימה. בנוסף לשליטה ישירה בתנועה, אזור premotor מוצע גם לשחק תפקיד מרכזי בתכנון מוטורי ולמידה.

שני אזורים אחרים במוח עשויים למלא תפקידים אינטגרטיביים חשובים בשליטה מוטורית: המוח הקטן וגרעיני הבסיסית. המוח הקטן משתמש במידע ממערכות חושיות שונות כדי לכוונן היבטים של תנועה, כגון קצב, הליכה, איזון ויציבה. כמו כן הוצע לשחק תפקיד בתכנון מוטורי ולמידה. הגרעינים הבסיסיים, העשירים בחיבורים לקליפת המוח ולחלקים אחרים של המוח, נחשבים כמעורבים בבחירת תנועה אחת מתוך רבים שהוצאה להורג. מחלות מוטוריות עיקריות, כגון פרקינסון והנטינגטון, יוחסו לנגעים בגרעיני הבסיסיים.

בהמשך ההיררכיה המוטורית נמצא גזע המוח וחוט השדרה. נוירונים מוטוריים עליונים מקליפת המוח המוטורית נעים למטה כעונים הפירמידליים, המתחברים לנוירונים המוטוריים התחתונים השולטים ישירות בתנועה. מצד שני, העלונים החוץ-פירמידליים המקבלים תשומות מאזורי מוח אחרים אחראים בעיקר לאפיון היבטי תנועה כגון איזון, יציבה וקואורדינציה.

בנוסף לקבלת הוראות מהרמות הגבוהות יותר, נוירונים מוטוריים שיוצאים מחוט השדרה אחראים גם לביצועים של רפלקסים לא רצוניים בעמוד השדרה, כמו רפלקס הברך, שבו מידע חושי מכתיב ישירות את התגובה המוטורית.

כעת, לאחר שבדקנו את הקורלציה העצבית של השליטה המוטורית, בואו נסתכל על כמה מהשאלות העיקריות בתחום ההתנהגות המוטורית.

בעוד שיש רעיונות גסים על התפקידים של אזורי מוח שונים בשליטה מוטורית, מדענים עדיין מנסים להבין מה קורה למערכות אלה בהפרעות תנועה. פעילויות מוטוריות ספציפיות הנחקרות כוללות איזון וקואורדינציה, כמו גם מיומנות. עם כלים ניסיוניים משופרים, כמה מדענים מנסים לאתר את לוקליזציה של אירועים פתולוגיים מאחורי הפרעות אלה.

שאלה מרכזית נוספת בתחום היא: כיצד התפיסות החושיות שלנו משפיעות על התנועות שלנו? לדוגמה, מדענים מנסים להבין כיצד אשליות חזותיות, או מטרות עם פרספקטיבות שונות, עשויות להשפיע על תנועות מרצון ולא רצוניות. הם גם חוקרים כיצד יציבה מותאמת כאשר הנושא מוצג עם רמזים חזותיים ותנועה שונים.

לבסוף, מדענים מעוניינים גם ללמוד כיצד נרכשים מיומנויות מוטוריות. זה יכול להיות כרוך בניסיון להבין את משך הזמן ואת סוג המשוב הנדרש כדי ללמוד מיומנות מוטורית, ועד כמה קבועה המיומנות המלומדת.

לאחר סקירת כמה מהשאלות העיקריות של התחום, בואו נסתכל על הכלים הניסיוניים המשמשים כדי לענות על שאלות אלה.

מכרסמים, כגון עכברים וחולדות, משמשים בדרך כלל לביצוע בדיקות המעריכים התנהגות מוטורית. לדוגמה, פונקציית לוקומוטור בסיסית ניתן להעריך עם תרגילי הליכון או פעילויות בשטח פתוח, בעוד שיש מכרסמים לממש על הגדרות, כגון קרן האיזון ואת rotarod, מאפשר איזון מוטורי וקואורדינציה להיבדק.

לחלופין, למידה מוטורית יכולה להיחקר במכרסמים באמצעות פרדיגמות הכרוכות בהשגת פרס מזון. משימות טיפול במזון שימושיות גם להערכת המיומנות הנשגב של החיה. בדיקות התנהגותיות אלה יכולות להיות משולבות עם התערבויות כגון מתן תרופות או ניתוח, על מנת לקשר פעילות מוטורית במיוחד לבסיס נוירולוגי מסוים.

לבסוף, כדי לבחון את השינויים הנוירולוגיים המתרחשים במהלך פעילויות מוטוריות, הדמיה וטכניקות מדידה חשמלית ניתן ליישם. טכניקות כגון הדמיה של תאים חיים, אלקטרואנצפלוגרפיה או EEG, ואלקטרומיוגרפיה או EMG ניתן להשתמש כדי למדוד פעילויות עצביות ושרירים בזמן שהנושא מבצע משימה מוטורית.

לאחר שבדקנו כמה שיטות נפוצות המשמשות לחקירת שליטה מוטורית, בואו נדון בכמה יישומים של טכניקות אלה.

כאמור, ניתן לשלב בדיקות התנהגותיות עם פציעות הנגרמות בניתוח כדי לחקור את הקשר בין נגעים עצביים ספציפיים להתנהגות מוטורית. במחקר זה, החוקרים גרמו לפגיעה בצד אחד של חוט השדרה הצווארי בחולדות, ולאחר מכן בדקו את ההשפעות על השימוש בגפיים של בעלי החיים במשימות טיפול בקטרים ובמזון. ניסויים אלה מסייעים למדענים להבין את תפקידם של מעגלים עצביים ספציפיים בפעילות מוטורית בגפיים.

כדי לחקור את התפקיד שמידע חושי ממלא בשליטה מוטורית, חוקרים יכולים לבצע ניסויים שבהם הם מציגים לנבדקים רמזים חושיים ספציפיים ולבחון את השפעתם על התנועה. במחקר זה, המשתתף הוצב בסביבה שבה החזותיות מקיפה ומשטח התמיכה תוכנתו לזוז או להשפיע. לאחר מכן נבחנה יכולתו של הנבדק להתאים את היציבה שלו ולשמור על איזון.

לבסוף, מדענים מסוימים מפתחים פרוטוקולים שבהם נעשה שימוש במצבים מרובים של איסוף נתונים בו זמנית כדי לקבל תמונה מלאה יותר של שליטה מוטורית. במחקר זה שילבו מדענים פרוטוקולי EEG, EMG ולכידת תנועה על מנת לבחון פעילות עצבית אצל המשתתפים המבצעים משימות מוטוריות בעולם האמיתי.

הרגע צפית בסרטון של ג'וב על השליטה בהתנהגות המוטורית. וידאו זה סקר את ההבנה הנוירוביולוגית הנוכחית של שליטה מוטורית, שאלות מפתח ושיטות בולטות של התחום, כמו גם כמה יישומים של השיטות לחקר התנהגות מוטורית. כמו תמיד, תודה שצפית!