Obwody rdzenia kręgowego

Rogi grzbietowe (dorsal 
horn)

Receptory w skórze wysyłają informacje do rdzenia kręgowego. Ciałka 
komórek receptorowych znajdują się w zwojach korzeni grzbietowych 
(dorsal root ganglion). Włóka wchodzą do rdzenia kręgowego poprzez 
korzenie grzbietowe (dorsal root). Niektóre włókna tworzą synapsy z 
neuronami rogów grzebietowych (dorsal horn), a inne biegną do 
mózgu. Komórki rogów brzusznych (ventral horn) wysyłają połączenia 
przez korzenie brzuszne (ventral root) do mięśni, w celu kontroli 
ruchu.

-transmisja seryjna osobna dla 
każdej modalności

-połączenia zapewniające 
interakcje między 
modalnościami

-Połączenia zstępujące 
modulujące przychodzącą 
informacje czuciową

 

 

Teoria bramkowania bólu

Teoria bramkowania 
(1965):

 - w szczegółach zła

- ogólnie dobra

 

 

Hyperaglesia

Stymulacja 5s bodźcem cieplnym (strzałki). Subiektywne odczuwanie bólu przez człowieka i aktywność 
w receptorach bólu u małpy. Próg maleje, a intensywność doznań  i aktywność receptorów rośnie po 
podaniu bodźca warunkującego (CS) w postaci stymulacji temperaturą 50 C przez 100 s.

 

 

Dermatomy

Włókna czuciowe wchodzą do rdzenia kręgowego przez 31 par korzeni grzbietowych. Obszar skóry 
unerwiany przez pojedynczy korzeń brzuszny nazywa się dermatomem. Wyróżniamy 7 korzeni szyjnych 
(cervical - C), 12 piersiowych (thoracic - T), 5 lędźwiowych (lumbar - L) i 5 krzyżowych (sacral - S).Skóra 
twarzy jest unerwiana przez trzy gałęzie nerwu trójdzielnego. Mapy dermatomalne są ważnym 
narzędziem diagnostycznym do lokalizacji uszkodzeń rdzenia kręgowego i korzeni grzbietowych.

Rdzeń kręgowy z 
widocznymi korzeniami 
grzbietowymi.

 

 

Drogi  czuciowe wstępujące

Droga czuciowa boczna 
(spinothalamic pathway) - 

temperatura i ból

Droga rdzeniowo - 
móżdżkowa (lemniscal 
pathway) - 

dotyk i 

propriocepcja

Specjalizacja czuciowa komórek zwojowch 
korzenia grzbietowego jest zachowana w 
centralnym układzie nerwowym poprzez 
rozłączne drogi wstępujące dla różnych 
modalności czuciowych. Dotyk i propriocepcja 
przekazywane są wprost do rdzenia 
przedłużonego (medulla) poprzez grzbietowe 
kolumny ipsilateralne. Ból i temperatura są 
przekazywane przez synapsy w rdzeniu 
kręgowym do kontralateralnej przedniobocznej 
części rdzenia skąd aksony rogów 
grzbietowych biegną do pnia mózgu i wzgórza.

 

 

Reprezentacja topograficzna - somatotopia

Wilder Penfield (1891-1976)

3D czuciowy homunculus

Mózg ludzki podczas 
eksperymentu Penfielda

 

 

Reprezentacja czuciowa u zwierząt

Względna rola różnych obszarów ciała w czuciu sensorycznym u wybranych zwierząt. Rysunki 
na podstawie potencjałów wywołanych we wzgórzu i korze.

 

 

Kora czuciowa szopa

Kora czuciowa szopa. Każdemu palcowi oraz obszarowi dłoni odpowiada 
osobny fałd kory

Szop pracz

 

 

‘Baryłki’ w korze czuciowej gryzoni

Pyszczek myszy z zaznaczonymi 
mieszkami włosowymi (follicles - kropki) i 
wąsami lub wibrysami (vibrissae)

b) Obszar wąsów w korze czuciowej. c) 
Przekrój przez korę czuciową otrzymującą 
wejścia z pyszczka. Każda ‘baryłka’ 
otrzymuje wielosubmodalnościowe wejście z 
pojedynczej wibrysy. Baryłka jest modułem 
morfologicznym, w którym następuje 
multisensoryczna integracja.

 

 

Organizacja kory czuciowej

SI - pierwszorzędowa 
kora czuciowa

SII - drugorzędowa kora 
czuciowa

Assoc. – kora 
asocjacyjna

1, 2, 3a, 3b – pola 
Brodmanna 
odpowiadające korze 
czuciowej

M – kora motoryczna

B. Każda część kory odpowiada określonej 
submodalności.Różne aspekty bodźca 
czuciowego analizowane są szeregowo i 
równolegle. C. Każdy obszar wzgórza 
przekazuje specyficzną informacje czuciową 
do jednego lub więcej obszarów kory.

 

 

Kodowanie tekstury w receptorach i korze czuciowej

Wzorzec impulsów w mechanoreceptorach koduje teksturę 
obiektów będących w kontakcie ze skórą. 

Kodowanie tekstury obiektów w 
receptorach dotyku i obszarach kory 
czuciowej

Spatial event plot. Każda 
kropka odpowiada 
potencjałowi czynnościowemu, 
każdy rząd kropek odpowiada 
jednemu obrotowi walca.

 

 

Plastyczność reprezentacji w korze czuciowej

 

 

Kolumny w korze czuciowej - 

Vernon Mountcastle, 1950

Eksperyment nad funkcjonalną organizacja kory czuciowej małpy. 
Elektrody wprowadzone prostopadle do powierzchni  kory odpowiadają 
tylko jednej modalności. Elektrody pod kątem do powierzchni 
odpowiadają różnym modalnościom. Kora podzielona jest na kolumny 
komórek o podobnych własnościach funkcjonalnych i mających te same 
pola recepcyjne. Kolumny – cegiełki percepcji?

 

 

Propriocepcja i kinestezja

Propriocepcja – zmysł czucia w 
układzie mięśniowo-szkieletowym :

-receptory w mięśniach

-receptory ścięgnach

-receptory w stawach

Kinestezja – zmysł pozycji oraz ruchu 
kończyn oraz zmysł wysiłku, siły i 
ciężaru:
-receptory w skórze
-proprioreceptory
-wejścia zstępujące w wyższych 
piętrach układu nerwowego

Receptory włączone w propriocepcję i 
kinestezję w stawie kolanowym.

 

 

Ewolucja proprioreceptorów

A. Brak zakończeń nerwowych w mięśniach. B. U płazów pojawiają się wrzecionka mięśniowe w 
mięśniach nóg. C. U ptaków i ssaków pojawiają się dwa rodzaje receptorów mięśniowych – z torebką 
jąder i z łańcuszkiem jąder. Pojawiają się unerwienia I-rzędowe i II-rzędowe. Pojawia się narządy 
ścięgniste Golgiego w ścięgnach, służące do pomiaru napięcia mięśnia.

 

 

Obwodowe włókna nerwowe - podsumowanie

 

 

Wrzecionko mięśniowe

A, B Układ eksperymentalny 
Ottoson, 1971: pojedyncze 
wrzecionko mięśniowe żaby wraz z 
pojedynczym wyjściem 
aferentnym, zamocowane 
pomiędzy dwoma nylonowymi 
nićmi.

C. Zakończenia włókien 
motorycznych i sensorycznych w 
wrzecionku mięśniowym. 
Zakończenia włókien 
sensorycznych składają się z 
pęcherzyków, gdzie zachodzi 
transdukcja poprzez mechanicznie 
bramkowane kanały.

 

 

Odpowiedź wrzecionka mięśniowego

Doświadczenia wykonane w 
układzie eksperymentalnym 
Ottosona. A. Odpowiedzi 
wrzecionka na różne prędkości 
rozciągania. B. Potencjał 
receptorowy (impulsy 
zablokowane farmakologicznie) 
dla różnych wartości 
rozciągnięcia. C.Częstość 
impulsów we włóknie aferentym 
dla dynamicznego maksimum i 
statycznego ‘plateau’ odpowiedzi. 
D. Amplitudy potencjałów 
receptorowych dla fazy 
dynamicznej i statycznej 
rozciągania. Wniosek: wrzecionko 
mięśniowe precyzyjnie przekazuje 
informacje o szybkości zmian oraz 
stałym rozciąganiu mięśnia.

 

 

Dwa rodzaje receptorów mięśniowych

 

 

Odpowiedzi wrzecionka mięśniowego

A. Rozciąganie mięśnia pasywnego (nie 
dostającego pobudzenia motorycznego). 
Szybko adaptacyjna  odpowiedź z włókna I 
rzędowego i wolnoadaptacyjna z włókna II 
rzędowego. Włókna II rzędowe przenoszą 
informacje o pozycji. Narząd ścięgnisty 
wykazuje wysoki próg i małą czułość na 
rozciąganie mięśnia pasywnego.

B. Rozciąganie mięśnia pasywnego z 
pobudzeniem motorycznym mięśni 
intrafuzalnych. Skurcz mięśni 
intrafuzalnych powoduje wzrost czułości na 
rozciąganie w włóknach I i II lecz nie 
wpływa na czułość narządu ścięgnistego.

C. Krótkotrwały skurcz - rozkurcz mięśnia. 
Ściśnięcie włókien I i II powoduje brak 
impulsów. Duża czułość narządu 
ścięgnistego na podczas skurczu.

D. Krótkotrwały skurcz - rozkurcz mięśnia z 
pobudzeniem motorycznym mięśni 
intrafuzalnych. Włókna I i II odpowiadają w 
wyniku pobudzenia włóknami gamma. 
Włókna gamma kontrolują niezależnie 
odpowiedzi dynamiczne (torebki) i 
statyczne (łańcuszki), zwiększając 
dokładność informacji sensorycznej.

 

 

Czucie w stawie

A. Cztery rodzaje receptorów w stawie 
kolanowym

B. Receptory typu I odpowiadają wąskim 
przedziałom kątowym na końcach skali. 
Sygnały z receptorów mięśniowych (linia 
przerywana) z mięśni przystawowych 
współdziałąją w określaniu pozycji stawu.

 

 

Drogi wstępujące

Droga rdzeniowo - 
móżdżkowa (lemniscal 
pathway) - 

dotyk i 

propriocepcja

 

 

Od kory czuciowej do motorycznej i kinestezji

B. Neuron piramidalny w korze motorycznej małpy odpowiada 
tylko ruchom w jednym stawie, co wskazuje na istnienie 
mechanizmów sensorycznych w korze motorycznej.