感觉/知觉系统
感觉这个词在生活当中非常高频,大家经常会说我感觉之类的话,感觉在运动中作用也十分重要,感觉输入可以作为引起脊髓反射水平反射运动的刺激,此外,感官信息在调节脊髓模式发生器引出的输出中具有重大的作用。
感觉信息在运动控制中的还有一个作用是通过上行通路实现的,这有助于对运动进行更复杂的控制。
说到感觉我们不得不提及躯体的感觉系统,其中肌梭和腱梭是我们绕不开的话题。
关于肌梭
肌梭
大多数肌梭是包裹在骨骼肌肌腹内封闭的纺锤形感受器。其中包含有梭内肌、la和II类神经纤维、还有γ运动神经元。
肌梭感测肌肉的绝对长度的肌肉长度的变化,并通过单突触反射在运动过程中精确调节肌肉长度。
在人体中,肌梭密度最高的肌肉是眼外肌、手部和颈部肌肉。颈部肌肉具有高的肌梭密度是必须得,因为我们在日常生活中触及物体和在环境中移动时需要这些肌肉来完成头-眼协调。
不同类型的肌纤维,以及支配肌梭的感觉和运动神经元能够完成两种功能:
- 感知整个肌肉静态长度的信号
- 肌肉长度的变化
梭内肌包含核袋和核链两种纤维,核袋纤维具有良好的弹性,在被拉长时可以快速伸展,核链纤维只有单排核,弹性较小,只能缓慢伸展。
Ia和II类传入纤维,位于脊髓背角根神经节,Ia包裹在核袋和核链纤维中肥大的区域,通过感测肌肉长度的变化率对拉伸做出反应,II纤维环绕在肌纤维两端,主要对稳定状态或静态肌肉长度最敏感。
γ运动神经元支配核袋和核链纤维,γ运动神经元位于脊髓前角,散在分布于支配梭外肌纤维的α运动神经元之间。
γ运动神经元有两种类型:动态γ运动神经元,只激活动态型核袋纤维,静态型支配静态型核袋纤维和核链纤维。
动态γ神经的激活可以增强Ia类的传入神经元的响应,而静态γ运动神经元的激活则增强II类传入神经响应,表示肌肉长度处于稳定。
肌梭信息到底有什么用了?可以说肌梭相当的重要,不管是神经康复还是肌骨康复、心肺康复、儿童康复、产后康复我们都要了解它的功能,因为肌梭信息在中枢神经系统许多水平都非常重要。
简单举个例子,大家都知道牵张反射,当肌肉伸展时,牵拉肌梭,激活Ia类传入纤维,然后会触发两种类型的反射,一种是脊髓反射,就是我们常见做膝关节反射一样,还有一种就是跨脊髓反射,也就是可抑制拮抗肌的α运动神经元。
如同腓肠肌被拉伸,肌肉中肌梭的Ia类传入神经激活,并且通过腓肠肌的α运动神经元使腓肠肌收缩。Ia类传入神经抑制支配的拮抗肌,使胫骨前肌的α神经抑制,使其放松。
那么γ神经元活动的目的是什么?这些运动神经元何时对肌梭有作用?每当出现肌肉的自主收缩,α运动神经元和γ运动神经元,前面主要激活梭外肌,后者主要激活梭内肌。如果没有这种同时激活,神经元将在肌肉收缩时沉默。
关于腱梭
腱梭,也叫做高尔基腱器官,呈梭形,位于肌肉-肌腱交界处,来自腱梭的传入信息通过Ib传入纤维传送到神经系统,与肌梭不同,它没有传出,不受中枢调节。
它对肌肉拉伸或者收缩的张力变化较为敏感,能够感受2-25g的力,腱梭反射是一种抑制性突触反射,抑制牵拉或者收缩肌肉并刺激拮抗肌。
过去大家都认为腱梭的存在是在肌肉高张力情况下才被激活,推测它的功能主要是保护肌肉免受伤害,新的研究发现,它会不断监测肌肉的张力,即使变化很小,因此它的另一个功能就是调节肌肉输出减少疲劳。