Kontrola zachowań motorycznych, czyli to, jak myśli w naszych mózgach przekładają się na działania naszego ciała, jest jednym z najważniejszych pytań, jakie mogą zadać sobie behawioryści. Fundamentalne znaczenie naukowe ma zrozumienie, w jaki sposób nasz układ nerwowy może odbierać i integrować informacje sensoryczne oraz wywoływać reakcję za pośrednictwem naszego układu mięśniowo-szkieletowego. Jednocześnie lepsze zrozumienie kontroli motorycznej pomoże nam zbudować lepsze narzędzia, które pomogą pacjentom z zaburzeniami motorycznymi.
W tym filmie dowiesz się o neurobiologicznych podstawach kontroli motorycznej, podstawowych pytaniach w tej dziedzinie, niektórych z ważnych technik eksperymentalnych oraz kilku konkretnych zastosowaniach tych technik do badania zachowań motorycznych.
Na początek przyjrzyjmy się, co naukowcy wiedzą obecnie o neurobiologii kontroli motorycznej.
Wydaje się, że różne części naszego układu nerwowego funkcjonują hierarchicznie, aby kontrolować zachowania motoryczne. Na szczycie hierarchii neuroanatomicznej znajduje się kora ruchowa, składająca się z przedruchowego i pierwotnego obszaru motorycznego. Przekrój koronalny przez korę ruchową ujawnia, że pierwotny obszar motoryczny projektuje "górne neurony ruchowe" w dół rdzenia kręgowego, aby kontrolować ruchy różnych części. Neurony, które kontrolują określone części ciała, są zlokalizowane w tych samych regionach obszaru motorycznego, tak że "mapa motoryczna" ciała może być z grubsza zidentyfikowana i przedstawiona w postaci "homunkulusa korowego".
Przed pierwotnym obszarem motorycznym znajduje się obszar przedruchowy, który ma być zaangażowany w kontrolę złożonych ruchów specyficznych dla danego zadania. Oprócz bezpośredniej kontroli ruchu, sugeruje się również, że obszar przedmotoryczny odgrywa ważną rolę w planowaniu motorycznym i uczeniu się.
Dwa inne obszary mózgu mogą odgrywać ważną rolę integracyjną w kontroli motorycznej: móżdżek i zwoje podstawy. Móżdżek wykorzystuje informacje z różnych systemów sensorycznych do precyzyjnego dostrojenia aspektów lokomocji, takich jak rytm, chód, równowaga i postawa. Sugeruje się również, że odgrywa rolę w planowaniu motorycznym i uczeniu się. Uważa się, że zwoje podstawy, które są bogate w połączenia z korą mózgową i innymi częściami mózgu, biorą udział w wyborze jednego ruchu z wielu do wykonania. Główne choroby motoryczne, takie jak choroba Parkinsona i Huntingtona, przypisuje się zmianom w zwojach podstawy.
Dalej w hierarchii motorycznej znajduje się pień mózgu i rdzeń kręgowy. Górne neurony ruchowe z kory ruchowej przemieszczają się w dół jako drogi piramidowe, które łączą się z dolnymi neuronami ruchowymi, które bezpośrednio kontrolują ruch. Z drugiej strony, drogi pozapiramidowe otrzymujące dane wejściowe z innych obszarów mózgu są przede wszystkim odpowiedzialne za modulowanie aspektów ruchu, takich jak równowaga, postawa i koordynacja.
Oprócz otrzymywania instrukcji z wyższych poziomów, neurony ruchowe wychodzące z rdzenia kręgowego są również odpowiedzialne za wykonywanie mimowolnych odruchów rdzeniowych, takich jak odruch odruchowy, w którym informacje sensoryczne bezpośrednio dyktują reakcję motoryczną.
Teraz, gdy dokonaliśmy przeglądu neuronalnych korelatów kontroli motorycznej, przyjrzyjmy się niektórym z głównych pytań w dziedzinie zachowań motorycznych.
Chociaż istnieją przybliżone wyobrażenia na temat roli różnych regionów mózgu w kontroli motorycznej, naukowcy wciąż próbują dowiedzieć się, co dzieje się z tymi systemami w zaburzeniach ruchowych. Konkretne badane czynności motoryczne obejmują równowagę i koordynację, a także zręczność. Dzięki ulepszonym narzędziom eksperymentalnym niektórzy naukowcy próbują określić lokalizację zdarzeń patologicznych stojących za tymi zaburzeniami.
Innym ważnym pytaniem w tej dziedzinie jest: w jaki sposób nasze percepcje zmysłowe wpływają na nasze ruchy? Na przykład naukowcy próbują zrozumieć, w jaki sposób iluzje wizualne lub cele o różnych perspektywach mogą wpływać na ruchy dobrowolne i mimowolne. Badają również, w jaki sposób dostosowywana jest postawa, gdy badanemu prezentowane są różne sygnały wizualne i ruchowe.
Wreszcie, naukowcy są również zainteresowani badaniem, w jaki sposób nabywa się umiejętności motoryczne. Może to pociągać za sobą próbę zrozumienia czasu i rodzaju informacji zwrotnej, która jest wymagana do nauczenia się umiejętności motorycznej oraz tego, jak trwała jest wyuczona umiejętność.
Po zapoznaniu się z niektórymi z głównych pytań w tej dziedzinie, przyjrzyjmy się narzędziom eksperymentalnym używanym do udzielenia odpowiedzi na te pytania.
Gryzonie, takie jak myszy i szczury, są powszechnie używane do wykonywania testów oceniających zachowanie motoryczne. Na przykład podstawowe funkcje lokomotoryczne można ocenić za pomocą ćwiczeń na bieżni lub zajęć na otwartym polu, podczas gdy ćwiczenia gryzoni na zestawach, takich jak równoważnia i rotarod, pozwalają na przetestowanie równowagi motorycznej i koordynacji.
Alternatywnie, uczenie motoryczne można badać u gryzoni za pomocą paradygmatów obejmujących sięganie po nagrodę w postaci jedzenia. Zadania związane z obchodzeniem się z żywnością są również przydatne do oceny zręczności kończyn przednich zwierzęcia. Te testy behawioralne mogą być połączone z interwencjami, takimi jak podawanie leków lub operacja, w celu powiązania aktywności motorycznej z określoną podstawą neurologiczną.
Wreszcie, aby zaobserwować zmiany neurologiczne, które zachodzą podczas czynności motorycznych, można zastosować techniki obrazowania i pomiarów elektrycznych. Techniki takie jak obrazowanie żywych komórek, elektroencefalografia lub EEG oraz elektromiografia lub EMG mogą być wykorzystywane do pomiaru aktywności neuronów i mięśni, gdy pacjent wykonuje zadanie motoryczne.
Po zapoznaniu się z niektórymi powszechnymi metodami stosowanymi w badaniu kontroli motorycznej, omówmy kilka zastosowań tych technik.
Jak wspomniano, testy behawioralne można łączyć z urazami wywołanymi chirurgicznie, aby zbadać związek między określonymi zmianami neuronalnymi a zachowaniem motorycznym. W tym badaniu naukowcy wywołali uraz po jednej stronie rdzenia kręgowego szyjnego u szczurów, a następnie przetestowali wpływ na wykorzystanie kończyn przez zwierzęta w zadaniach związanych z lokomocją. Eksperymenty te pomagają naukowcom zrozumieć rolę określonych obwodów neuronalnych w aktywności motorycznej kończyn.
Aby zbadać rolę, jaką informacje sensoryczne odgrywają w kontroli motorycznej, naukowcy mogą przeprowadzać eksperymenty, w których prezentują badanym określone sygnały sensoryczne i obserwują ich wpływ na ruch. W tym badaniu uczestnik został umieszczony w środowisku, w którym otoczenie wizualne i powierzchnia podparcia zostały zaprogramowane tak, aby się poruszały lub kołysały. Następnie oceniono zdolność badanego do dostosowania swojej postawy i utrzymania równowagi.
Wreszcie, niektórzy naukowcy opracowują protokoły, w których wiele trybów zbierania danych jest używanych jednocześnie, aby uzyskać pełniejszy obraz kontroli motorycznej. W tym badaniu naukowcy połączyli protokoły EEG, EMG i przechwytywania ruchu, aby zbadać aktywność neuronalną u uczestników wykonujących rzeczywiste zadania motoryczne.
Właśnie obejrzałeś film JoVE na temat kontroli zachowań motorycznych. W tym filmie dokonano przeglądu obecnego neurobiologicznego rozumienia kontroli motorycznej, kluczowych pytań i wybitnych metod w tej dziedzinie, a także kilku zastosowań metod do badania zachowań motorycznych. Jak zawsze, dziękujemy za oglądanie!
Kontrola motoryczna obejmuje integrację i przetwarzanie informacji sensorycznych przez nasz układ nerwowy, po którym następuje reakcja naszego układu…
Kontrola zachowań motorycznych, czyli to, jak myśli w naszych mózgach przekładają się na działania naszego ciała, jest jednym z najważniejszych pytań, jakie mogą zadać sobie behawioryści. Fundamentalne znaczenie naukowe ma zrozumienie, w jaki sposób nasz układ nerwowy może odbierać i integrować informacje sensoryczne oraz wywoływać reakcję za pośrednictwem naszego układu mięśniowo-szkieletowego. Jednocześnie lepsze zrozumienie kontroli motorycznej pomoże nam zbudować lepsze narzędzia, które pomogą pacjentom z zaburzeniami motorycznymi.
W tym filmie dowiesz się o neurobiologicznych podstawach kontroli motorycznej, podstawowych pytaniach w tej dziedzinie, niektórych z ważnych technik eksperymentalnych oraz kilku konkretnych zastosowaniach tych technik do badania zachowań motorycznych.
Na początek przyjrzyjmy się, co naukowcy wiedzą obecnie o neurobiologii kontroli motorycznej.
Wydaje się, że różne części naszego układu nerwowego funkcjonują hierarchicznie, aby kontrolować zachowania motoryczne. Na szczycie hierarchii neuroanatomicznej znajduje się kora ruchowa, składająca się z przedruchowego i pierwotnego obszaru motorycznego. Przekrój koronalny przez korę ruchową ujawnia, że pierwotny obszar motoryczny projektuje "górne neurony ruchowe" w dół rdzenia kręgowego, aby kontrolować ruchy różnych części. Neurony, które kontrolują określone części ciała, są zlokalizowane w tych samych regionach obszaru motorycznego, tak że "mapa motoryczna" ciała może być z grubsza zidentyfikowana i przedstawiona w postaci "homunkulusa korowego".
Przed pierwotnym obszarem motorycznym znajduje się obszar przedruchowy, który ma być zaangażowany w kontrolę złożonych ruchów specyficznych dla danego zadania. Oprócz bezpośredniej kontroli ruchu, sugeruje się również, że obszar przedmotoryczny odgrywa ważną rolę w planowaniu motorycznym i uczeniu się.
Dwa inne obszary mózgu mogą odgrywać ważną rolę integracyjną w kontroli motorycznej: móżdżek i zwoje podstawy. Móżdżek wykorzystuje informacje z różnych systemów sensorycznych do precyzyjnego dostrojenia aspektów lokomocji, takich jak rytm, chód, równowaga i postawa. Sugeruje się również, że odgrywa rolę w planowaniu motorycznym i uczeniu się. Uważa się, że zwoje podstawy, które są bogate w połączenia z korą mózgową i innymi częściami mózgu, biorą udział w wyborze jednego ruchu z wielu do wykonania. Główne choroby motoryczne, takie jak choroba Parkinsona i Huntingtona, przypisuje się zmianom w zwojach podstawy.
Dalej w hierarchii motorycznej znajduje się pień mózgu i rdzeń kręgowy. Górne neurony ruchowe z kory ruchowej przemieszczają się w dół jako drogi piramidowe, które łączą się z dolnymi neuronami ruchowymi, które bezpośrednio kontrolują ruch. Z drugiej strony, drogi pozapiramidowe otrzymujące dane wejściowe z innych obszarów mózgu są przede wszystkim odpowiedzialne za modulowanie aspektów ruchu, takich jak równowaga, postawa i koordynacja.
Oprócz otrzymywania instrukcji z wyższych poziomów, neurony ruchowe wychodzące z rdzenia kręgowego są również odpowiedzialne za wykonywanie mimowolnych odruchów rdzeniowych, takich jak odruch odruchowy, w którym informacje sensoryczne bezpośrednio dyktują reakcję motoryczną.
Teraz, gdy dokonaliśmy przeglądu neuronalnych korelatów kontroli motorycznej, przyjrzyjmy się niektórym z głównych pytań w dziedzinie zachowań motorycznych.
Chociaż istnieją przybliżone wyobrażenia na temat roli różnych regionów mózgu w kontroli motorycznej, naukowcy wciąż próbują dowiedzieć się, co dzieje się z tymi systemami w zaburzeniach ruchowych. Konkretne badane czynności motoryczne obejmują równowagę i koordynację, a także zręczność. Dzięki ulepszonym narzędziom eksperymentalnym niektórzy naukowcy próbują określić lokalizację zdarzeń patologicznych stojących za tymi zaburzeniami.
Innym ważnym pytaniem w tej dziedzinie jest: w jaki sposób nasze percepcje zmysłowe wpływają na nasze ruchy? Na przykład naukowcy próbują zrozumieć, w jaki sposób iluzje wizualne lub cele o różnych perspektywach mogą wpływać na ruchy dobrowolne i mimowolne. Badają również, w jaki sposób dostosowywana jest postawa, gdy badanemu prezentowane są różne sygnały wizualne i ruchowe.
Wreszcie, naukowcy są również zainteresowani badaniem, w jaki sposób nabywa się umiejętności motoryczne. Może to pociągać za sobą próbę zrozumienia czasu i rodzaju informacji zwrotnej, która jest wymagana do nauczenia się umiejętności motorycznej oraz tego, jak trwała jest wyuczona umiejętność.
Po zapoznaniu się z niektórymi z głównych pytań w tej dziedzinie, przyjrzyjmy się narzędziom eksperymentalnym używanym do udzielenia odpowiedzi na te pytania.
Gryzonie, takie jak myszy i szczury, są powszechnie używane do wykonywania testów oceniających zachowanie motoryczne. Na przykład podstawowe funkcje lokomotoryczne można ocenić za pomocą ćwiczeń na bieżni lub zajęć na otwartym polu, podczas gdy ćwiczenia gryzoni na zestawach, takich jak równoważnia i rotarod, pozwalają na przetestowanie równowagi motorycznej i koordynacji.
Alternatywnie, uczenie motoryczne można badać u gryzoni za pomocą paradygmatów obejmujących sięganie po nagrodę w postaci jedzenia. Zadania związane z obchodzeniem się z żywnością są również przydatne do oceny zręczności kończyn przednich zwierzęcia. Te testy behawioralne mogą być połączone z interwencjami, takimi jak podawanie leków lub operacja, w celu powiązania aktywności motorycznej z określoną podstawą neurologiczną.
Wreszcie, aby zaobserwować zmiany neurologiczne, które zachodzą podczas czynności motorycznych, można zastosować techniki obrazowania i pomiarów elektrycznych. Techniki takie jak obrazowanie żywych komórek, elektroencefalografia lub EEG oraz elektromiografia lub EMG mogą być wykorzystywane do pomiaru aktywności neuronów i mięśni, gdy pacjent wykonuje zadanie motoryczne.
Po zapoznaniu się z niektórymi powszechnymi metodami stosowanymi w badaniu kontroli motorycznej, omówmy kilka zastosowań tych technik.
Jak wspomniano, testy behawioralne można łączyć z urazami wywołanymi chirurgicznie, aby zbadać związek między określonymi zmianami neuronalnymi a zachowaniem motorycznym. W tym badaniu naukowcy wywołali uraz po jednej stronie rdzenia kręgowego szyjnego u szczurów, a następnie przetestowali wpływ na wykorzystanie kończyn przez zwierzęta w zadaniach związanych z lokomocją. Eksperymenty te pomagają naukowcom zrozumieć rolę określonych obwodów neuronalnych w aktywności motorycznej kończyn.
Aby zbadać rolę, jaką informacje sensoryczne odgrywają w kontroli motorycznej, naukowcy mogą przeprowadzać eksperymenty, w których prezentują badanym określone sygnały sensoryczne i obserwują ich wpływ na ruch. W tym badaniu uczestnik został umieszczony w środowisku, w którym otoczenie wizualne i powierzchnia podparcia zostały zaprogramowane tak, aby się poruszały lub kołysały. Następnie oceniono zdolność badanego do dostosowania swojej postawy i utrzymania równowagi.
Wreszcie, niektórzy naukowcy opracowują protokoły, w których wiele trybów zbierania danych jest używanych jednocześnie, aby uzyskać pełniejszy obraz kontroli motorycznej. W tym badaniu naukowcy połączyli protokoły EEG, EMG i przechwytywania ruchu, aby zbadać aktywność neuronalną u uczestników wykonujących rzeczywiste zadania motoryczne.
Właśnie obejrzałeś film JoVE na temat kontroli zachowań motorycznych. W tym filmie dokonano przeglądu obecnego neurobiologicznego rozumienia kontroli motorycznej, kluczowych pytań i wybitnych metod w tej dziedzinie, a także kilku zastosowań metod do badania zachowań motorycznych. Jak zawsze, dziękujemy za oglądanie!
Zaloguj się lub , aby uzyskać dostęp do pełnej treści. Dowiedz się więcej o dostępie Twojej instytucji do treści JoVE tutaj
Kontrola zachowań motorycznych, czyli to, jak myśli w naszych mózgach przekładają się na działania naszego ciała, jest jednym z najważniejszych pytań, jakie mogą zadać sobie behawioryści. Fundamentalne znaczenie naukowe ma zrozumienie, w jaki sposób nasz układ nerwowy może odbierać i integrować informacje sensoryczne oraz wywoływać reakcję za pośrednictwem naszego układu mięśniowo-szkieletowego. Jednocześnie lepsze zrozumienie kontroli motorycznej pomoże nam zbudować lepsze narzędzia, które pomogą pacjentom z zaburzeniami motorycznymi.
W tym filmie dowiesz się o neurobiologicznych podstawach kontroli motorycznej, podstawowych pytaniach w tej dziedzinie, niektórych z ważnych technik eksperymentalnych oraz kilku konkretnych zastosowaniach tych technik do badania zachowań motorycznych.
Na początek przyjrzyjmy się, co naukowcy wiedzą obecnie o neurobiologii kontroli motorycznej.
Wydaje się, że różne części naszego układu nerwowego funkcjonują hierarchicznie, aby kontrolować zachowania motoryczne. Na szczycie hierarchii neuroanatomicznej znajduje się kora ruchowa, składająca się z przedruchowego i pierwotnego obszaru motorycznego. Przekrój koronalny przez korę ruchową ujawnia, że pierwotny obszar motoryczny projektuje "górne neurony ruchowe" w dół rdzenia kręgowego, aby kontrolować ruchy różnych części. Neurony, które kontrolują określone części ciała, są zlokalizowane w tych samych regionach obszaru motorycznego, tak że "mapa motoryczna" ciała może być z grubsza zidentyfikowana i przedstawiona w postaci "homunkulusa korowego".
Przed pierwotnym obszarem motorycznym znajduje się obszar przedruchowy, który ma być zaangażowany w kontrolę złożonych ruchów specyficznych dla danego zadania. Oprócz bezpośredniej kontroli ruchu, sugeruje się również, że obszar przedmotoryczny odgrywa ważną rolę w planowaniu motorycznym i uczeniu się.
Dwa inne obszary mózgu mogą odgrywać ważną rolę integracyjną w kontroli motorycznej: móżdżek i zwoje podstawy. Móżdżek wykorzystuje informacje z różnych systemów sensorycznych do precyzyjnego dostrojenia aspektów lokomocji, takich jak rytm, chód, równowaga i postawa. Sugeruje się również, że odgrywa rolę w planowaniu motorycznym i uczeniu się. Uważa się, że zwoje podstawy, które są bogate w połączenia z korą mózgową i innymi częściami mózgu, biorą udział w wyborze jednego ruchu z wielu do wykonania. Główne choroby motoryczne, takie jak choroba Parkinsona i Huntingtona, przypisuje się zmianom w zwojach podstawy.
Dalej w hierarchii motorycznej znajduje się pień mózgu i rdzeń kręgowy. Górne neurony ruchowe z kory ruchowej przemieszczają się w dół jako drogi piramidowe, które łączą się z dolnymi neuronami ruchowymi, które bezpośrednio kontrolują ruch. Z drugiej strony, drogi pozapiramidowe otrzymujące dane wejściowe z innych obszarów mózgu są przede wszystkim odpowiedzialne za modulowanie aspektów ruchu, takich jak równowaga, postawa i koordynacja.
Oprócz otrzymywania instrukcji z wyższych poziomów, neurony ruchowe wychodzące z rdzenia kręgowego są również odpowiedzialne za wykonywanie mimowolnych odruchów rdzeniowych, takich jak odruch odruchowy, w którym informacje sensoryczne bezpośrednio dyktują reakcję motoryczną.
Teraz, gdy dokonaliśmy przeglądu neuronalnych korelatów kontroli motorycznej, przyjrzyjmy się niektórym z głównych pytań w dziedzinie zachowań motorycznych.
Chociaż istnieją przybliżone wyobrażenia na temat roli różnych regionów mózgu w kontroli motorycznej, naukowcy wciąż próbują dowiedzieć się, co dzieje się z tymi systemami w zaburzeniach ruchowych. Konkretne badane czynności motoryczne obejmują równowagę i koordynację, a także zręczność. Dzięki ulepszonym narzędziom eksperymentalnym niektórzy naukowcy próbują określić lokalizację zdarzeń patologicznych stojących za tymi zaburzeniami.
Innym ważnym pytaniem w tej dziedzinie jest: w jaki sposób nasze percepcje zmysłowe wpływają na nasze ruchy? Na przykład naukowcy próbują zrozumieć, w jaki sposób iluzje wizualne lub cele o różnych perspektywach mogą wpływać na ruchy dobrowolne i mimowolne. Badają również, w jaki sposób dostosowywana jest postawa, gdy badanemu prezentowane są różne sygnały wizualne i ruchowe.
Wreszcie, naukowcy są również zainteresowani badaniem, w jaki sposób nabywa się umiejętności motoryczne. Może to pociągać za sobą próbę zrozumienia czasu i rodzaju informacji zwrotnej, która jest wymagana do nauczenia się umiejętności motorycznej oraz tego, jak trwała jest wyuczona umiejętność.
Po zapoznaniu się z niektórymi z głównych pytań w tej dziedzinie, przyjrzyjmy się narzędziom eksperymentalnym używanym do udzielenia odpowiedzi na te pytania.
Gryzonie, takie jak myszy i szczury, są powszechnie używane do wykonywania testów oceniających zachowanie motoryczne. Na przykład podstawowe funkcje lokomotoryczne można ocenić za pomocą ćwiczeń na bieżni lub zajęć na otwartym polu, podczas gdy ćwiczenia gryzoni na zestawach, takich jak równoważnia i rotarod, pozwalają na przetestowanie równowagi motorycznej i koordynacji.
Alternatywnie, uczenie motoryczne można badać u gryzoni za pomocą paradygmatów obejmujących sięganie po nagrodę w postaci jedzenia. Zadania związane z obchodzeniem się z żywnością są również przydatne do oceny zręczności kończyn przednich zwierzęcia. Te testy behawioralne mogą być połączone z interwencjami, takimi jak podawanie leków lub operacja, w celu powiązania aktywności motorycznej z określoną podstawą neurologiczną.
Wreszcie, aby zaobserwować zmiany neurologiczne, które zachodzą podczas czynności motorycznych, można zastosować techniki obrazowania i pomiarów elektrycznych. Techniki takie jak obrazowanie żywych komórek, elektroencefalografia lub EEG oraz elektromiografia lub EMG mogą być wykorzystywane do pomiaru aktywności neuronów i mięśni, gdy pacjent wykonuje zadanie motoryczne.
Po zapoznaniu się z niektórymi powszechnymi metodami stosowanymi w badaniu kontroli motorycznej, omówmy kilka zastosowań tych technik.
Jak wspomniano, testy behawioralne można łączyć z urazami wywołanymi chirurgicznie, aby zbadać związek między określonymi zmianami neuronalnymi a zachowaniem motorycznym. W tym badaniu naukowcy wywołali uraz po jednej stronie rdzenia kręgowego szyjnego u szczurów, a następnie przetestowali wpływ na wykorzystanie kończyn przez zwierzęta w zadaniach związanych z lokomocją. Eksperymenty te pomagają naukowcom zrozumieć rolę określonych obwodów neuronalnych w aktywności motorycznej kończyn.
Aby zbadać rolę, jaką informacje sensoryczne odgrywają w kontroli motorycznej, naukowcy mogą przeprowadzać eksperymenty, w których prezentują badanym określone sygnały sensoryczne i obserwują ich wpływ na ruch. W tym badaniu uczestnik został umieszczony w środowisku, w którym otoczenie wizualne i powierzchnia podparcia zostały zaprogramowane tak, aby się poruszały lub kołysały. Następnie oceniono zdolność badanego do dostosowania swojej postawy i utrzymania równowagi.
Wreszcie, niektórzy naukowcy opracowują protokoły, w których wiele trybów zbierania danych jest używanych jednocześnie, aby uzyskać pełniejszy obraz kontroli motorycznej. W tym badaniu naukowcy połączyli protokoły EEG, EMG i przechwytywania ruchu, aby zbadać aktywność neuronalną u uczestników wykonujących rzeczywiste zadania motoryczne.
Właśnie obejrzałeś film JoVE na temat kontroli zachowań motorycznych. W tym filmie dokonano przeglądu obecnego neurobiologicznego rozumienia kontroli motorycznej, kluczowych pytań i wybitnych metod w tej dziedzinie, a także kilku zastosowań metod do badania zachowań motorycznych. Jak zawsze, dziękujemy za oglądanie!
View the full transcript and gain access to JoVE Science Education videos
Q1: What is the hierarchical organization of the nervous system in motor control?
Motor control operates through a hierarchical nervous system structure. The motor cortex, consisting of premotor and primary motor areas, sits at the top and projects upper motor neurons down the spinal cord. The cerebellum fine-tunes locomotion aspects like rhythm and balance, while the basal ganglia selects which motion to execute. Lower levels include the brainstem and spinal cord, which handle involuntary reflexes and coordinate movement execution.
Q2: How does the motor cortex map body movements?
The primary motor area contains a motor map where neurons controlling specific body parts are localized to the same regions. This spatial organization can be represented as a cortical homunculus, a distorted map of the body reflecting the relative amount of motor cortex devoted to each body part. The premotor area, located anterior to the primary motor area, controls task-specific complex movements and plays a major role in motor planning and learning.
Q3: What role do the cerebellum and basal ganglia play in motor control?
The cerebellum uses sensory information to fine-tune locomotion aspects such as rhythm, gait, balance, and posture, and contributes to motor planning and learning. The basal ganglia, rich in connections to the cortex, selects which motion to execute from multiple options. Damage to the basal ganglia causes major motor diseases like Parkinson's and Huntington's, highlighting their importance in motor function.
Q4: What are the main research questions in motor control studies?
Scientists investigate how sensory perceptions influence movements, including effects of visual illusions and different perspectives on voluntary and involuntary motions. They study balance, coordination, and dexterity while pinpointing pathological events in movement disorders. Motor skill acquisition is also examined, focusing on the time and feedback required to learn skills and how permanent learned skills become. These questions help develop better treatments for motor disorders.
Q5: How do researchers assess motor behavior in rodent models?
Rodents undergo various behavioral tests to evaluate motor function. Basic locomotor function is assessed using treadmill exercises or open-field activities. Balance and coordination are tested with balance beam and rotarod setups. Motor learning is investigated through reaching tasks for food rewards, while food handling tasks assess forelimb dexterity. These tests can be combined with interventions like drug administration or surgery to link motor activities to specific neurological bases.
Q6: What imaging and electrical techniques measure neural activity during motor tasks?
Live-cell imaging, electroencephalography (EEG), and electromyography (EMG) measure neuronal and muscle activities while subjects perform motor tasks. EEG records brain electrical activity, while EMG captures muscle electrical signals. These techniques can be combined with behavioral tests and interventions to observe neurological changes during movement. Multi-modal data collection using EEG, EMG, and motion-capture protocols provides a comprehensive picture of motor control mechanisms.
Q7: How do spinal cord injuries affect motor behavior in animal models?
Researchers induce cervical spinal cord injuries in rats and test effects on limb-use during locomotion and food handling tasks. These experiments help scientists understand the role of specific neural circuits in limb motor activity. By combining behavioral tests with surgically induced injuries, researchers can establish direct links between particular neural lesions and resulting motor deficits, advancing understanding of motor control mechanisms.
Rozdziały w tym filmie
0:00
Overview
0:59
Neural Correlates of Motor Control
3:46
Key Questions
5:09
Prominent Methods
6:36
Applications
8:15
Summary