Eine Einführung in die Motorsteuerung

Behavioral Science

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Summary

Motorsteuerung beinhaltet Integration und Verarbeitung sensorischer Informationen durch unser Nervensystem, gefolgt von einer Antwort durch unser Skelett-Systems, eine freiwillige oder unfreiwillige Aktion auszuführen. Es ist wichtig zu verstehen, wie unser Neuroskeletal System steuert motor Verhalten, um Verletzungen im Zusammenhang mit der allgemeinen Bewegung, Reflexe und Koordination zu bewerten. Ein verbessertes Verständnis der motorischen Kontrolle hilft Verhaltenstherapie Neurowissenschaftler nützliche Tools zu entwickeln, Bewegungsstörungen wie Parkinson oder Huntington Krankheit zu behandeln.

Dieses Video-Rezension kurz die neuroanatomischen Strukturen und Verbindungen, die eine wichtige Rolle bei der Kontrolle der Bewegung. Grundlegende Fragen, die derzeit im Bereich der motorischen Kontrolle gestellt werden eingeführt, gefolgt von einigen der Methoden werden eingesetzt, um diese Fragen zu beantworten. Zu guter Letzt die Anwendungsabschnitte Bewertungen ein paar bestimmte Experimente in Neurowissenschaften Labs Interesse an einem Studium dieses Phänomen.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Behavioral Science. Eine Einführung in die Motorsteuerung. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Die Kontrolle der motorischen Verhalten oder Aktionen unseres Körpers, wie die Gedanken in unserem Gehirn übersetzt werden ist eine der wichtigsten Fragen, die von Verhaltensforscher gestellt werden können. Es ist der grundlegenden wissenschaftlichen Interesse zu verstehen, wie unser Nervensystem wahrnehmen und sensorischen Informationen zu integrieren und eine Antwort durch unseren Bewegungsapparat zu entlocken. Zur gleichen Zeit helfen ein verbessertes Verständnis der motorischen Kontrolle bessere Werkzeuge, um Patienten mit motorischen Störungen helfen bauen.

In diesem Video erfahren Sie mehr über die neurobiologischen Grundlagen der motorischen Kontrolle, die Grundfragen des Feldes, einige der wichtigen experimentellen Techniken und ein paar spezifische Anwendungen dieser Techniken, motor Verhalten zu studieren.

Um zu beginnen, werfen wir einen Blick auf was Wissenschaftler derzeit über die Neurobiologie der motorischen Kontrolle wissen.

Verschiedene Teile unseres Nervensystems hierarchisch zu funktionieren scheinen motor Verhalten steuern. An der Spitze der neuroanatomischen Hierarchie ist der motorische Kortex, bestehend aus dem prämotorischen und primären motorischen Areal. Koronaler Abschnitt durch den motorischen Kortex zeigt, dass die primären motorischen Areal Projekte "oberen Motoneuronen" das Rückenmark zu Bewegungen der verschiedenen Teile hinunter. Neuronen, die bestimmte Körperteile zu steuern sind in den gleichen Regionen im Bereich motor lokalisiert, so dass eine "motor Karte" des Körpers kann etwa identifiziert und dargestellt in Form von "kortikalen Homunkulus."

Anterior der primären motorischen Areal ist der prämotorischen Bereich, die vorgeschlagen wird, in der Kontrolle der aufgabenspezifischen komplexe Bewegungen einbezogen werden. Neben direkt Bewegungskontrolle, wird prämotorischen Bereich auch vorgeschlagen, eine wichtige Rolle spielen bei der motorischen Planung und lernen.

Zwei weitere Bereiche des Gehirns können eine wichtige Rolle integrative in Motorsteuerung: das Kleinhirn und den Basalganglien. Das Kleinhirn nutzt Informationen aus verschiedenen sensorischen Systemen zur Feinabstimmung Aspekte der Fortbewegung, wie Rhythmus, Gang, Balance und Haltung. Es wurde auch vermutet, eine Rolle in der Kfz-Planung und lernen. Die Basalganglien, das reich an Verbindungen mit der Rinde und anderen Teilen des Gehirns ist, wird gedacht, um bei der Auswahl einer Bewegung aus vielen auszuführende einbezogen werden. Schwerer motor Krankheiten wie Parkinson und Huntington Krankheit haben Läsionen in den Basalganglien zugeschrieben worden.

Weiter befindet unten der motor Hierarchie sich im Hirnstamm und Rückenmark. Oberen Motoneuronen aus den motorischen Kortex fahren Sie als Pyramidal Traktate, verbindet die unteren Motoneuronen, die Bewegung direkt zu steuern. Auf der anderen Seite sind die extrapyramidalen empfangen Eingänge aus anderen Hirnregionen in erster Linie verantwortlich für die Modulation Aspekte der Bewegung wie Gleichgewicht, Haltung und Koordination.

Zusätzlich erhalten Anweisungen von den höheren Ebenen, sind Motoneuronen aus Rückenmark auch verantwortlich für die Durchführung der unfreiwilligen spinale Reflexe, wie das Kniephänomen Reflex, wo sensorischer Informationen direkt die motorische Reaktion diktiert.

Nun, da wir die neuronalen Korrelate der motorischen Kontrolle überprüft haben, werfen wir einen Blick auf einige der wichtigsten Fragen im Bereich der motorischen Verhalten.

Zwar in Motorsteuerung gibt es grobe Ideen über die Rollen der verschiedenen Gehirnregionen, versuchen Wissenschaftler noch, herausfinden, was mit diesen Systemen in Bewegungsstörungen passiert. Spezifischen motor untersucht unter anderem Gleichgewicht sowie Koordination und Geschicklichkeit. Mit verbesserte experimentelle Werkzeuge versuchen einige Wissenschaftler, die Lokalisation von pathologischen Ereignissen hinter diesen Störungen zu lokalisieren.

Eine weitere wichtige Frage im Feld ist: wie beeinflussen unsere Sinneswahrnehmungen unsere Bewegungen? Zum Beispiel Wissenschaftler versuchen zu verstehen, wie visuelle Illusionen oder Ziele mit unterschiedlichen Perspektiven, freiwillige und unfreiwillige Bewegungen beeinträchtigen. Sie untersuchen auch, wie die Haltung angepasst wird, wenn das Thema mit verschiedenen visuellen und motorischen Signale präsentiert wird.

Schließlich interessieren sich Wissenschaftler auch Studierende wie motorische Fähigkeiten erworben werden. Dies könnte zur Folge haben, versuchen zu verstehen, die Dauer und die Art von Feedback, die erforderlich ist, um eine motorische Fähigkeiten zu erlernen, und wie dauerhaft ist die erlernte Fähigkeit.

Nachdem Sie sich einige der wichtigsten Fragen des Feldes, schauen wir uns die experimentelle Werkzeuge, die verwendet wird, um diese Fragen zu beantworten.

Nagetiere, wie Mäuse und Ratten, werden häufig verwendet, um Tests durchzuführen, die motorischen Verhalten zu beurteilen. Z. B. Bewegungsorgane Grundfunktion mit Laufband Übungen beurteilt werden kann oder offenen Feldaktivitäten, während Nagetiere auf Setups wie Schwebebalken und Rotarod, Übung ermöglicht, motor Gleichgewicht und Koordination zu prüfenden.

Alternativ kann die motorischen Lernens bei Nagetieren mit Paradigmen mit Griff nach einer Belohnung untersucht werden. Essen Handhabungsaufgaben eignen sich auch für die Beurteilung des Tieres Vordergliedmaße Geschicklichkeit. Diese Verhaltensstörungen Tests kombinierbar mit Interventionen wie Medikamentengabe oder Operationen, um eine motorische Aktivität speziell auf eine bestimmte neurologische Grundlage zu verbinden.

Schließlich können um die neurologischen Veränderungen beobachten, die während motorische Aktivitäten auftreten, Bildgebung und elektrische Messverfahren angewendet werden. Techniken wie live Cell imaging, Elektroenzephalographie oder EEG und EMG Elektromyographie einsetzbar zur Messung neuronaler und Muskelaktivitäten während das Thema eine motorische Aufgabe ausführt.

Einige gängige Methoden bei der Untersuchung der motorischen Kontrolle gesehen haben, sprechen wir über ein paar Anwendungen dieser Techniken.

Wie bereits erwähnt, können Verhaltensstörungen Tests mit chirurgisch induzierte Verletzungen untersuchen den Zusammenhang zwischen bestimmten neuronalen Läsionen und motorischen Verhalten kombiniert werden. In dieser Studie Forscher induziert eine Verletzung auf der einen Seite des zervikalen Rückenmarks bei Ratten und dann getestet, die Auswirkungen auf die Tiere Gliedmaßen-Nutzung in Fortbewegung und Aufgaben Umgang mit Lebensmitteln. Diese Experimente helfen Wissenschaftlern, die die Rolle der spezifischen neuronalen Schaltkreise in Extremität motorische Aktivität zu verstehen.

Um die Rolle zu untersuchen, die sensorischer Informationen in Motorsteuerung spielt, können die Forscher Experimente durchführen, wo sie präsentieren die Themen mit bestimmten sensorischen Signale und deren Auswirkungen auf die Bewegung zu beobachten. In dieser Studie wurde der Teilnehmer in einem Umfeld platziert, wo die Visuals zu umgeben und die Auflagefläche zu verschieben oder zu wiegen programmiert wurden. Das Thema Fähigkeit, seine oder ihre Haltung anpassen und halten Balance wurde dann bewertet.

Schließlich sind einige Wissenschaftler Protokolle entwickelt, wo sind mehrere Modi der Datenerhebung gleichzeitig verwendet, um ein vollständigeres Bild der motorischen Kontrolle zu bekommen. In dieser Studie kombiniert Wissenschaftler EEG, EMG und Motion-Capturing-Protokolle, um neuronale Aktivität im realen motorischen Aufgaben Teilnehmer prüfen.

Sie haben nur Jupiters Video über die Kontrolle von motorischen Verhalten beobachtet. Dieses Video bewertet die aktuellen neurobiologische Verständnis der Motorsteuerung, Schlüsselfragen und prominenten Methoden des Feldes sowie einige Anwendungen der Methoden zur motorischen Verhalten zu studieren. Wie immer vielen Dank für das ansehen!

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