Motor Control 소개

운동 행동의 제어, 또는 우리의 두뇌에 있는 생각이 우리 몸의 행동으로 번역 되는 방법, 행동 과학자에 의해 물어볼 수 있는 가장 중요 한 질문 중 하나입니다. 우리의 신경계가 어떻게 감각 정보를 인식하고 통합하고 근골격계를 통해 응답을 유도할 수 있는지 이해하는 것은 근본적인 과학적 관심사입니다. 동시에, 모터 제어의 향상된 이해는 우리가 운동 장애를 가진 환자를 돕기 위하여 더 나은 공구를 구축하는 것을 도울 것입니다.

이 비디오에서는 모터 제어의 신경 생물학적 기초, 현장의 근본적인 질문, 중요한 실험 기술 중 일부 및 운동 행동을 연구하기 위한 이러한 기술의 몇 가지 특정 응용 분야에 대해 배울 수 있습니다.

시작하려면 과학자들이 현재 모터 제어의 신경생물학에 대해 알고 있는 것을 살펴보겠습니다.

우리의 신경계의 다른 부분은 모터 행동을 제어하기 위해 계층적으로 작동하는 것 같습니다. 신경 해부학 계층구조의 맨 위에는 전운동 및 1차 운동 영역으로 구성된 모터 피질이 있다. 모터 피질을 통한 관상 부간은 1차 운동 영역이 척수 아래로 "상부 모터 뉴런"을 투사하여 다른 부분의 움직임을 조절한다는 것을 보여줍니다. 특정 신체 부위를 제어하는 뉴런은 운동 영역 내의 동일한 영역으로 국소화되며, 신체의 "모터 맵"이 대략적으로 식별되고 "피질 homunculus"의 형태로 표현될 수 있습니다.

1차 모터 영역의 전방은 전운동 영역으로, 작업별 복합 운동 제어에 관여할 것으로 제안된다. 직접 적인 움직임을 제어하는 것 외에도, 전운동 영역은 또한 모터 계획 및 학습에 중요한 역할을 할 것을 제안합니다.

뇌의 두 가지 다른 영역은 모터 제어에 중요한 통합 역할을 재생할 수 있습니다: 소뇌와 기저 신경통. 소뇌는 리듬, 걸음걸이, 균형 및 자세와 같은 운동 측면을 미세 조정하기 위해 다양한 감각 시스템의 정보를 사용합니다. 또한 모터 계획 및 학습에 역할을 제안되었습니다. 피질과 뇌의 다른 부분에 대한 연결이 풍부한 기저 간질은 실행될 많은 운동 중 하나를 선택하는 데 관여하는 것으로 생각됩니다. 파킨슨병과 헌팅턴병 과 같은 주요 운동 질환은 기저 신경병의 병변에 기인했습니다.

모터 계층 구조의 더 아래로 뇌간과 척수입니다. 모터 피질의 상부 모터 뉴런은 직접 움직임을 제어하는 하부 모터 뉴런에 연결하는 피라미드 지역으로 이동합니다. 다른 한편으로는, 다른 두뇌 지구에서 입력을 수신하는 외계 지구는 주로 균형, 자세 및 조정과 같은 운동의 양상을 변조에 책임 있습니다.

더 높은 수준에서 지시를 받는 것 외에도 척수에서 나오는 모터 뉴런은 감각 정보가 직접 모터 반응을 지시하는 무릎 경련 반사와 같은 비자발적 척추 반사의 성능에 대한 책임이 있습니다.

이제 모터 제어의 신경 상관 관계를 검토한 결과, 모터 행동 분야의 주요 질문 중 일부를 살펴보겠습니다.

모터 제어에 있는 각종 두뇌 지구의 역할에 관하여 대략적인 아이디어가 있는 동안, 과학자는 아직도 운동 무질서에 있는 이 시스템에 무슨 일이 일어나는지 알아내기 위하여 노력하고 있습니다. 조사중인 특정 모터 활동에는 균형 및 조정뿐만 아니라 손재주를 포함합니다. 개선 된 실험 도구를 통해 일부 과학자들은 이러한 장애 뒤에 병리학 적 사건의 현지화를 정확히 파악하기 위해 노력하고 있습니다.

이 분야의 또 다른 주요 질문은 우리의 감각 적 인식이 우리의 움직임에 어떻게 영향을 미미를 가하는가하는 것입니다. 예를 들어, 과학자들은 시각적 환상, 또는 다른 관점을 가진 대상이 자발적및 비자발적 인 움직임에 영향을 미칠 수있는 방법을 이해하려고 노력하고 있습니다. 그들은 또한 피사체가 다른 시각 및 운동 단서를 제시 할 때 자세가 조정되는 방법을 조사하고 있습니다.

마지막으로 과학자들은 모터 기술이 어떻게 습득되는지 연구하는 데에도 관심이 있습니다. 이것은 모터 기술을 배우는 데 필요한 시간의 길이와 피드백의 종류를 이해하려고 노력하는 것을 수반 할 수있다, 얼마나 영구적 학습 기술입니다.

필드의 주요 질문 중 일부를 검토한 후 이러한 질문에 답하는 데 사용되는 실험 도구를 살펴보겠습니다.

쥐와 쥐와 같은 설치류는 일반적으로 모터 행동을 평가하는 테스트를 수행하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 기본 운동 기능은 러닝머신 운동 이나 오픈 필드 활동으로 평가될 수 있으며, 균형 빔 및 로타로드와 같은 설치류 운동을 통해 모터 밸런스 및 조정을 테스트할 수 있습니다.

또는, 모터 학습은 음식 보상에 도달하는 관련 패러다임을 사용하여 설치류에서 조사 할 수 있습니다. 식품 취급 작업은 동물의 앞다리 손재주를 평가하는 데도 유용합니다. 이러한 행동 테스트는 특정 신경학적 기초에 특히 모터 활동을 연결하기 위해 약물 투여 또는 수술과 같은 내정간섭과 결합될 수 있다.

마지막으로, 운동 중 발생하는 신경학적 변화를 관찰하기 위해 이미징 및 전기 측정 기술을 적용할 수 있다. 체형이 모터 작업을 수행하는 동안 살아있는 세포 이미징, 뇌전도 또는 EEG 및 전동 학공 또는 EMG와 같은 기술은 신경 및 근육 활동을 측정하는 데 사용될 수 있다.

모터 제어 조사에 사용되는 몇 가지 일반적인 방법을 살펴본 결과 이러한 기술의 몇 가지 응용 프로그램에 대해 살펴보겠습니다.

언급 한 바와 같이, 행동 테스트는 특정 신경 병변과 운동 행동 사이의 링크를 연구하기 위해 외과적으로 유도 된 부상과 결합 될 수있다. 이 연구에서, 연구원은 쥐에 있는 자궁 경관 척수의 한쪽에 상해를 유도하고, 그 때 운동 및 음식 취급 작업에서 동물의 사지 사용에 영향을 시험했습니다. 이 실험은 과학자가 사지 운동 활동에 있는 특정 신경 회로의 역할을 이해하는 것을 돕습니다.

감각 정보가 모터 제어에서 수행하는 역할을 연구하기 위해 연구자들은 특정 감각 큐로 피사체를 제시하고 운동에 미치는 영향을 관찰하는 실험을 수행할 수 있습니다. 이 연구에서 참가자는 시각적 개체가 서라운드되고 지지 표면이 이동하거나 흔들도록 프로그래밍된 환경에 배치되었습니다. 피사체가 자세를 조정하고 균형을 유지하는 능력을 평가했습니다.

마지막으로 일부 과학자들은 모터 제어에 대한 보다 완전한 그림을 얻기 위해 여러 가지 데이터 수집 모드를 동시에 사용하는 프로토콜을 개발하고 있습니다. 이 연구에서 과학자들은 실제 모터 작업을 수행하는 참가자의 신경 활동을 검사하기 위해 EEG, EMG 및 모션 캡처 프로토콜을 결합했습니다.

모터 동작 제어에 대한 JoVE의 비디오를 방금 시청했습니다. 이 비디오는 모터 제어, 주요 질문 및 현장의 중요한 방법에 대한 현재의 신경 생물학적 이해뿐만 아니라 모터 행동을 연구하는 방법의 몇 가지 응용 프로그램을 검토했습니다. 언제나처럼, 시청주셔서 감사합니다!