モータ制御入門

Behavioral Science

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Summary

モータ制御の統合を含む、自発的または非自発的アクションを実行する私たちの骨格システムを介して応答が続く私たちの神経系は、感覚情報の処理します。どのように当社 neuroskeletal システム コントロールは、一般的な運動、反射および調整に係る傷害を評価するために動作をモーターを理解するが重要です。モーター制御の改善された理解は、パーキンソン病やハンチントン病など、運動障害の治療に有用なツールの開発の行動神経科学者に役立ちます。

このビデオには、神経解剖学的構造と動きを制御するに主要な役割を果たして接続について簡単にレビューします。これらの質問に答えるための手法のいくつかが続く現在、モータ制御の分野で求められる基本的な質問が紹介しています。最後に、アプリケーションのセクションは、この現象の研究に興味のある神経科学研究所で行われるいくつかの特定実験をレビューします。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 行動科学の本質. モータ制御入門. JoVE, Cambridge, MA, (2019).

モーターの動作、または私たちの体の行動に私たちの脳の思考を変換する方法の制御は、行動科学者によって求めることができる最も重要な質問の一つです。できます私たちの神経系の知覚、感覚情報を統合および筋骨格系システム応答を引き出す理解する基本的な科学的な関心です。同時にモータ制御の改善された理解は、私たちは運動障害の患者を助けるためのより良いツールを構築に役立ちます。

このビデオでは、モーター コントロール、フィールド、いくつかの重要な実験技術とモーターの挙動を調べるためこれらの技術のいくつかの特定のアプリケーションの基本的な質問の神経生物学の基礎について学びます。

まず、科学者が運動制御の神経生物学について現在知っているを見てをみましょう。

私たちの神経系のさまざまな部分に階層的に機能するように見えるモーターの動作を制御します。神経解剖学的階層の最上位は運動野、運動前野および一次運動野から成るです。運動野を介して冠状断面では、一次運動領域のプロジェクト「上位運動ニューロン」がさまざまな部分動きを制御する脊髄下明らかにします。体の「モーター マップ」をほぼ識別して「皮質ホムンクルス」の形式で表現できるように、特定の身体部分を制御する神経細胞がモータの領域内の同じ領域にローカライズされて

一次運動野の前方はタスク固有の複雑な運動の制御に関与することを提案する運動前野の領域です。運動を直接制御するだけでなく、運動前野が運動計画と学習の主要な役割を果たすことも示唆されました。

脳の他の 2 つの領域は、運動制御における統合の重要な役割を再生可能性があります: 小脳と大脳基底核。小脳は、運動、リズム、歩行、バランス、姿勢などの側面を微調整するのに様々 な感覚のシステムからの情報を使用します。それは、運動計画と学習の役割を果たすことも示唆されています。大脳基底核は、大脳皮質と脳の他の部分への接続が豊富ですは、実行される多くの中から 1 つの動きを選択する際に関与すると考えられます。パーキンソン病やハンチントン病などの主要なモーター病は、大脳基底核病変に起因しています。

さらに、モーターの階層構造の下位脳幹と脊髄です。大脳皮質運動野からの上位運動ニューロンは運動を直接制御する下位運動ニューロンに接続する錐体路としてダウン旅行します。その一方で、他の頭脳領域からの入力を受信錐体外路の地域がのバランス、姿勢の調整などの動きを調節することを主に担当。

上位レベルから指示を受けて、ほか脊髄から出てくる運動ニューロンに膝のジャーク反射、感覚情報は直接モーター応答を指示のような不随意の脊髄反射のパフォーマンスに責任も。

モータ制御に関わる神経基盤を確認しましたところ、今では、運動の分野で主要な質問のいくつかを見てをみましょう。

モータ制御にはさまざまな脳領域の役割について大まかなアイデアがありますが、運動障害疾患でこれらのシステムに何が起こるかを理解する科学者はまだしようとしてください。検討されている特定の運動活動は、バランス調整と器用さに含まれます。改良実験ツール、一部の科学者は、これらの疾患の背後にある病的イベントの局在を特定しようとしています。

フィールドに別の主要な質問は: どのように私たちの知覚は、私たちの動きに影響?たとえば、科学者は、どのように視覚の幻想、または異なる視点を持つターゲットを理解しよう、随意と不随意運動に影響を与える可能性があります。彼らはまた主題は異なる視覚と運動の手がかりを提示されたときに姿勢を調整する方法を調査しています。

最後に、科学者は勉強方法運動能力の獲得に興味を持っています。これは時間と運動の技能を学ぶために必要なフィードバックの種類の長さを理解しようを伴なうことができるし、どのように永続的です学んだスキル。

フィールドの主な質問のいくつかを確認した後は、これらの質問に答えるために使用されている実験的なツールを見てみましょう。

マウスやラットなどのげっ歯類、モーター動作を評価するテストの実行に使用されます。トレッドミル運動、基本的な運動機能を評価できるなど、野外活動、運動、平均台や rotarod などセットアップの齧歯動物をしながらによりモーターのバランスおよび調整をテストします。

また、運動学習は褒美の餌に手を伸ばし関係のパラダイムを使用して齧歯動物で調べることができます。食品処理タスクはまた動物の前肢の器用さを評価するため便利です。これらの行動のテストは、特定の神経学的に運動量をリンクするために投薬や手術などの介入と結合できます。

最後に、モーターの活動中に発生する神経学的変化を観察するイメージングおよび電気的計測手法を適用できます。脳波や脳波、筋電図や筋住セルイメージ投射など技術は、対象が運動タスクを行っている間、メジャー神経と筋活動に使用できます。

モータ制御の調査に用いられるいくつかの一般的な方法を見て、これらの技術のいくつかのアプリケーションを説明しましょう。

前述のように、行動テストは特定の神経病変やモーターの動作の間のリンクを検討する誘導外科的傷害と結合できます。この研究では、研究者はラットでは, 子宮頸部脊髄の片側に障害、歩行やハンドリングの食品動物の肢の使用に及ぼす影響をテストします。これらの実験は、科学者が下肢運動の特定の神経回路の役割を理解を助けます。

運動制御における感覚情報が果たす役割を研究するには、研究者は、彼らが手がかりと特定の主題を提示し、運動への影響を観察実験を実行できます。この研究では、参加者は、映像を囲む支持面が動くあるいは揺れるにプログラムされた環境に置かれました。彼または彼女の姿勢を調整し、バランスを保つために対象者の能力を評価しました。

最後に、いくつかの科学者は、データ収集の複数のモードがモータ制御のより完全な画像を得るため同時に使用は、プロトコルを開発しています。本研究では、科学者は参加者のリアルな運動課題を実行する神経の活動を調べるために脳波、筋電図、およびモーション キャプチャ プロトコルを組み合わせます。

モーター動作の制御にゼウスのビデオを見てきただけ。このビデオは、モータ制御、キーの質問およびフィールドの顕著な方法だけでなく、モーター動作を勉強する方法のいくつかのアプリケーションの現在の神経生物学の理解を検討しました。いつも見てくれてありがとう!

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