Mechanizm planowania ruchu i mechanizm kontroli ruchów dowolnych

Niezbędny w uczeniu się nowych zadań ruchowych i ich adaptacji do zachodzących zmian jest móżdżek. Prawie wszystkie ruchy dowolne zależą od precyzyjnej kontroli obwodów ruchowych, a od móżdżku zależy ich optymalne dostrajanie się, np. czasowe. Komórki w korze przedczołowej, przedruchowej oraz dodatkowej korze ruchowej odpowiadają za aktywne planowanie ruchu, a wysyłane przez nie sygnały docierają do pierwszorzędowej kory ruchowej inicjującej ruch. Role tych trzech struktur są zróżnicowane. Kora przedczołowa reaguje na bodźce sensoryczne, które mogą wywołać reakcję ruchową, takie jak światło lub hałas. Szacuje również prawdopodobne efekty różnych działań oraz wartości tych efektów. U osób z uszkodzeniami tej części mózgu mogą się pojawić problemy z poprawnym wykonywaniem zaplanowanych czynności: mogą na przykład wziąć prysznic w ubraniu, posolić kawę zamiast potrawy lub też skierować strumień wody nie na szczoteczkę, ale na pastę do zębów.

Kora przedruchowa jest aktywna podczas przygotowania do ruchu, ale utrzymuje pobudzenie również podczas jego wykonywania. Docierają do niej informacje zarówno o położeniu punktu docelowego ruchu, jak i informacje o aktualnym położeniu i pozycji ciała w przestrzeni. Są one niezbędne, by przemieścić się w kierunku wybranego celu. Ta funkcja, tj. organizowanie ruchu w przestrzeni, realizowana jest poprzez wysyłanie sygnałów do pierwszorzędowej kory ruchowej oraz ośrodków ruchowych w rdzeniu kręgowym. Zobrazować to można na przykładzie: te same komórki w korze przedruchowej uaktywnią się podczas podnoszenia dłoni, niezależnie od tego, czy ruch wykonujemy wnętrzem dłoni skierowanym do góry, czy do dołu - mimo, że w obu przypadkach używamy innych mięśni.

Dodatkowa kora ruchowa najsilniej uaktywnia się przed wykonaniem serii szybkich ruchów w ustalonym porządku - takich na przykład, jak przesunięcie patyka w przód i wstecz, a następnie obrócenie go. Aktywność w tej strukturze nasila się również podczas ćwiczenia rytmicznych ruchów palców, na przykład podczas gry na instrumentach klawiszowych. Uszkodzenie dodatkowej kory ruchowej powoduje trudności w tworzeniu płynnych sekwencji ruchów. Kora mózgowa odgrywa istotną rolę w przypadku wykonywania ruchów złożonych, takich jak np. pisanie. Natomiast takie czynności, jak kaszel, kichanie, torsje, śmiech czy płacz, nie są od niej zależne. Rzecz jasna, to kora mózgowa przetwarza informacje, które decydują o tym, kiedy zaczniemy się śmiać, płakać czy nawet wymiotować, ale same ruchy związane z tymi czynnościami są kontrolowane przez rdzeń przedłużony i inne struktury podkorowe.

Zaplanowanie ruchu jest zagadnieniem złożonym, powinno ono obejmować :

*dobór właściwego mięśnia lub ich grupy do wykonania ruchu względnie utrzymania *w odpowiedniej pozycji (napięciu)

*dobór wielkości rozwijanej przez nie siły,

*informacje o wzajemnym położeniu mięśni i warunkach początkowych ruchu,

*precyzję w osiągnięciu właściwego toru ruchu,

*właściwą szybkość ruchu

Ośrodkowy system nerwowy powstał i rozwinął się jako system sterowania ruchem. Proprioceptory wysyłają do niego informacje o stanie układu kostno- stawowo- mięśniowego oraz ruchu całego ciała. Przekazywane informacje dot. napięcia mięśni i ścięgien, ich stopnia rozciągnięcia oraz ucisku wywieranego na powierzchnie stawowe. W warunkach fizjologicznych, informacja leżąca poniżej progu świadomości nie jest odbierana z proprioceptorów.

Ruch ciała zarówno liniowy jak i obrotowy jest odbierany poprzez receptory znajdujące się w narządzie równowagi, w uchu wewnętrznym. Narządem wykonawczym ruchu są mięśnie i układ kostny. Cechą charakterystyczną mięśnia jest jednostronne działanie to znaczy rozwija on siłę i może wykonać pracę wyłącznie kurcząc się (nie potrafi "pchać"). Każdy najprostszy ruch, każdy staw musi być obsługiwany przez co najmniej dwa mięśnie działające antagonistyczne: to znaczy przez zginanie i prostowanie. Niezawodność jego rośnie wraz z ilością mięśni obsługujących staw niezależnie od siebie (zranienie osłabia i zmniejsza jego precyzję, ale nie wyłącza go z ruchu).

Praca mięśnia polega na jego skurczu.

Rozróżniamy się 3 rodzaje skurczów:

*izotoniczne, kiedy komórki mięśniowe skracają się i cały mięsień ulega skróceniu, a napięcie jego nie ulega zmianie,

*izometryczne, charakteryzujące się wzrostem napięcia mięśnia bez zmiany jego długości,

*auksotoniczne - zbliżanie przyczepów z jednoczesnym wzrostem napięcia

System nerwowy w sposób ciągły kontroluje efekt pracy mięśni, stale dostosowując go do stawianych wymagań, zapewniając sprawność i precyzję ruchu. Jest to niezależne od warunków zewnętrznych. Stale wysyłane są impulsy nerwowe do mięśni szkieletowych. Nawet mięśnie nie pracujące wykazują napięcie mięśniowe, dzięki samoregulacji i regulacji przez nadrzędne ośrodki ruchowe. System sterowania ruchem ma budowę hierarchiczną:

Rysunek poniżej przedstawia Hierarchiczny przebieg informacji w procesie sterowania ruchem człowieka

---