organização do sistema motor

ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA MOTOR
MOVIMENTO E VIDA
COMUNICAÇÃO E
EXPRESSÃO
MANUTENÇÃO DA
POSIÇÃO DO CORPO
MANIPULAÇÃO E
FUGA DE SITUAÇÕES CONFECÇÃO DE UTENSÍLIOS
DE PERIGO
IMPORTÂNCIA DO SISTEMA SENSORIAL
INFORMAÇÕES DO AMBIENTE; POSIÇÃO E ORIENTAÇÃO
DO CORPO E MEMBROS E GRAU DE CONTRAÇÃO DOS
MÚSCULOS.
Sistemas Sensoriais
transformam energia física em sinais neurais (transdução).
Sistemas Motores
traduzem sinais neurais em força contrátil.
HIERARQUIA E CONTROLE DE MOVIMENTOS E
A VIA MOTORA FINAL COMUM (Sherrington)
CORTEX MOTOR
Movimentos voluntários & ajustes
antecipatórios
NÚCLEOS DA BASE E
CEREBELO
Iniciação, modulação, coordenação,
refinamento e aprendizado motor
TRONCO ENCEFÁLICO
Reflexos multimodais &
ajustes compensatórios
MEDULA ESPINHAL
Movimentos Reflexos & Rítmicos
ÁREAS CORTICAIS ENVOLVIDAS NO CONTROLE
DE MOVIMENTOS:
Áreas de
Brodmann
Lesões nas áreas do córtex parietal
apresentam anormalidades e podem
chegar a ignorar o lado do corpo
oposto à lesão.
Pensamento abstrato, tomada de
decisão, antecipação das
consequências da ação.
+Cortex cingulado posterior
(área 24)
COMANDO MOTOR SUPERIOR: CÓRTEX
Planejamento e comando motor.
Experimentos de estimulação elétrica de áreas cerebrais
estabeleceram uma grande área com papel motor.
Para que uma área seja considerada motora deve:
1- Projetar e receber projeções de outras regiões motoras
2- Provocar distúrbios motores quando lesada
3- Provocar movimentos quando estimulada
4- Possuir atividade neural e fluxo sanguíneo aumentados
precedendo e/ou acompanhando a execução de
movimentos.
ÁREAS MOTORAS:
- Área Motora Primária (M1)
Giro pré-central do lobo frontal
Comando dos movimentos voluntários (maior
densidade de neurônios que formam vias descendentes)
-Área Motora Suplementar (MS)
- Área Pré-motora (PM)
Planejamento dos
Movimentos voluntários
-Área Motora Cingulada (MC)
Acima do corpo caloso.
Ordem de uma sequência de movimentos.
Movimento com conotação emocional.
Córtex pré-frontal- tb é importante qto a ordem
de Execução de sequências de movimentos,
tomada de decisão e definição de estratégia.
Áreas Motoras se interconectam e conectam-se com
área somestésica (S1) e áreas associativas dos lobos
parietal e frontal. Projetam para regiões motoras
subcorticais e contribuem para o feixe cortico-espinhal.
DEFINIÇÃO DE ÁREAS ENVOLVIDAS COM O PLANEJAMENTO MOTOR SE DEU
ATRAVÉS DE ESTUDOS DE IMAGENS DE FLUXO SANGUÍNEO CEREBRAL EM
RESPOSTA A DIVERSAS TAREFAS (Ex. Ressonância magnética nuclear, tomografia
de emisão de pósitrons-PET)
Fluxo sanguíneo aumenta nas
regiões de maior atividade
cerebral.
MS é fundamental para o
planejamento do movimento
que M1 vai ordenar.
Lesão em MS e PM leva a
dificuldade em
realizar movimentos
sequenciais.
Movimento
Simples
Movimento
Complexo
Pensar no
Movimento
Quais as diferenças entre MS, PM e
MC? Há controvérsias...
Via que se baseia na
experiência sensorial não
aprendida. Baseada nos
dados provenientes dos
sistemas sensoriais.
Via relacionada com
aprendizado e
memória.
MC- Confere tonalidade
emocional aos movimentos.
Figura 12.16. O experimento de Passingham. Enquanto o indivíduo tenta descobrir a
seqüência correta de movimentos (A), as áreas ativadas são diferentes de quando ele a
descobre (B). Modificado de Jenkins e colaboradores (1994) Journal of Neuroscience 14: 3775-3790.
• Área motora Suplementar e Pré-motora
disparam antes.
• Lesão na Área Motora Suplementar leva a
dificuldades na execução de movimentos
complexos (apraxia) que envolvem os dois
membros.
• Comentar experimentos do Nicolelis?
Somatotopia- organização
topográfica ordenada.
Área Motora Primária (M1):
Ordenadora dos movimentos
voluntários.
Mapa não apresenta alta precisão, mas execução dos movimentos não
depende estritamente da organização somatotópica:
Divergência: estimulação de um ponto em
M1 leva a ativação de vários músculos.
Convergência: Mesmo músculo pode ser
ativado por pontos próximos em M1.
(convergência em um mesmo motoneurônio alfa)
Ativação de M1 e S1 em resposta
a movimento do polegar direito.
MAPAS MOTORES SÃO DINÂMICOS!
EXPERIMENTO DE EVARTS
Planejamento e Ordenação Motores
Registro de neurônios isolados
-Treinamento
-Sinal luminoso
-Movimento
-Recompensa
M1 É RESPONSÁVEL POR COMANDAR A
FORÇA NECESSÁRIA PARA O
MOVIMENTO.
Aumento da frequência
antes do movimento
M1 também é responsável
pelo comando da força
empregada.
SMA dispara 1s antes!
Flexão ou extensão
Comparação entre padrão de disparo dos
neurônios com parâmetros do movimento.
OS NEURÔNIOS CORTICAIS COMANDAM
FORÇA, MAS TAMBÉM A DIREÇÃO DO MOVIMENTO
GEORGOPOULOS ET AL., 1988.
Cada neurônio tem uma preferência direcional relativamente
grosseira.
PORTANTO, PARA QUE UM DETERMINADO MOVIMENTO SE ESTABELEÇA DEVE HAVER O
ENVOLVIMENTO DE VÁRIOS NEURÔNIOS MOTORES SUPERIORES.
ESSA E OUTRAS QUESTÕES AINDA SÃO ALVO DE INTENSO DEBATE....
COMANDO MOTOR SUPERIOR: CÓRTEX
Planejamento e comando motor.
Experimentos de estimulação elétrica de áreas cerebrais
estabeleceram uma grande área com papel motor.
Para que uma área seja considerada motora deve:
1- Projetar e receber projeções de outras regiões motoras
2- Provocar distúrbios motores quando lesada
3- Provocar movimentos quando estimulada
4- Possuir atividade neural e fluxo sanguíneo aumentados
precedendo e/ou acompanhando a execução de
movimentos.
ÁREAS MOTORAS:
- Área Motora Primária (M1)
Giro pré-central do lobo frontal
Comando dos movimentos voluntários (maior
densidade de neurônios que formam vias descendentes)
-Área Motora Suplementar (MS)
- Área Pré-motora (PM)
Planejamento dos
Movimentos voluntários
-Área Motora Cingulada (MC)
Acima do corpo caloso.
Movimento com conotação emocional e ordem de uma
sequência de movimentos.
Córtex pré-frontal- tb é importante qto a ordem
De Execução de sequencia de movimentos, tomada de Áreas Motoras se interconectam e conectam-se com
decisão e definição de estratégia.
área somestésica (S1) e áreas associativas dos lobos
.
parietal e frontal. Projetam para regiões motoras
subcorticais e contribuem para o feixe cortico-espinhal.
ORIGEM
CÓRTEX
CEREBRAL
(ÁREAS 6 E 4)
NÚCLEO
RUBRO
ORIGEM
FEIXE
CÓRTICOESPINHAL
LATERAL
RUBROESPINHAL
FEIXE
CÓRTEX
CEREBRAL
(ÁREAS 6 E 4)
CÓRTICOESPINHAL
MEDIAL
COLÍCULO
SUPERIOR
TECTO-ESPINHAL
FORMAÇÃO
RETICULAR
PONTINA
FORMAÇÃO
RETICULAR
BULBAR
NÚCLEO
VESTIBULAR
LATERAL
(NÚCLEO
DE
DEITERS)
NÚCLEO
VESTIBULAR
MEDIAL
RETÍCULOESPINHAL
PONTINO
RETÍCULOESPINHAL
BULBAR
VESTÍBULOESPINHAL
LATERAL
VESTÍBULOESPINHAL
MEDIAL
SISTEMA LATERAL
LATERALIDADE
TERMINAÇÃO
CONTRALATERAL
(DECUSSAÇÃO
PIRAMIDAL)
CONTRALATERAL
(CRUZAMENTO NO
TEGMENTO
MESENCEFÁLICO)
MOTO- E
INTERNEURÔNIOS
LATERAIS
MOTO- E
INTERNEURÔNIOS
LATERAIS
SISTEMA MEDIAL
LATERALIDADE
TERMINAÇÃO
BILATERAL
(CRUZAMENTO
PARCIAL NA
MEDULA)
CONTRALATERAL
(CRUZAMENTO NO
TEGMENTO
MESENCEFÁLICO)
IPSOLATERAL
IPSOLATERAL
IPSOLATERAL
BILATERAL
FUNÇÃO
MOVIMENTOS
APENDICULARES
VOLUNTÁRIOS
MOVIMENTOS
APENDICULARES
VOLUNTÁRIOS
FUNÇÃO
MOTO- E
INTERNEURÔNIOS
MEDIAIS
MOVIMENTOS AXIAIS
VOLUNTÁRIOS
MOTO- E
INTERNEURÔNIOS
MEDIAIS
ORIENTAÇÃO
SENSÓRIO-MOTORA DA
CABEÇA
MOTO- E
INTERNEURÔNIOS
MEDIAIS
MOTO- E
INTERNEURÔNIOS
MEDIAIS
MOTO- E
INTERNEURÔNIOS
MEDIAIS
AJUSTES POSTURAIS
ANTECIPATÓRIOS
MOTO- E
INTERNEURÔNIOS
MEDIAIS
AJUSTES POSTURAIS
ANTECIPATÓRIOS
AJUSTES POSTURAIS
PARA A MANUTENÇÃO
DO EQUILÍBRIO
CORPORAL
Musc. extensores
AJUSTES POSTURAIS
DA CABEÇA E TRONCO
VIAS MOTORAS E IMPORTÂNCIA DAS ÁREAS
SUBCORTICAIS NO PROGRAMA E EXECUÇÃO
DOS MOVIMENTOS
HIERARQUIA E CONTROLE DE MOVIMENTOS E
A VIA MOTORA FINAL COMUM (Sherrington)
CORTEX MOTOR
Movimentos voluntários & ajustes
antecipatórios
NÚCLEOS DA BASE E
CEREBELO
Iniciação, modulação, coordenação,
refinamento e aprendizado motor
TRONCO ENCEFÁLICO
Reflexos multimodais &
ajustes compensatórios
MEDULA ESPINHAL
Movimentos Reflexos & Rítmicos
CONTROLE DOS MOVIMENTOS: CEREBELO E NÚCLEOS DA BASE
ESTRUTURAS
CONTROLADORAS
Complexidade, velocidade e
precisão dos movimentos é
regulada pelo cerebelo e pelos
núcleos da base.
-Não participam diretamente
do movimento mas da
preparação e controle de sua
harmonia.
-Não apresentam acesso direto
aos motoneurônios.
- Recebem informações do
córtex e projetam seus axônios
para lá através do tálamo.
NÚCLEOS DA BASE
Conjunto de núcleos com conexões entre si que
cooperam para o controle motor.
Seleção e iniciação de movimentos voluntários.
DIFERENÇAS EM RELAÇÃO AO CEREBELO:
-Recebem apenas aferências corticais
-Emitem eferentes somente para o tálamo
-Eferentes são sempre inibitórios
Área 6
Frontal e parietal
Estriado
Mais recentemente funções de planejamento e aprendizado motor tb vêm sendo atribuídas aos núcleos da base.
Corpo Estriado (CAUDADO+PUTAMEN): porta de entrada aos núcleos da base.
Influxo de informações de áreas do córtex.
Globo pálido: estágio final do processamento da informação pelos núcleos da base
(daí saem os eferentes para o tálamo).
Outros núcleos se comunicam mutuamente mas não com o córtex, tálamo ou outras regiões
externas aos núcleos da base.
Núcleos da base são considerados iniciadores e terminadores de movimentos.
Disparo Inibitório: bloqueio de movimentos indesejados
Ausência de disparo: libera a realização do movimento.
CONECTIVIDADE ENTRE OS NÚCLEOS DA BASE
(Área 6)
Eferência é inibitória:
Distúrbios podem levar
a excitabilidade ou
inibição excessiva dos
motoneurônios
superiores!
No repouso Globo
pálido está
espontaneamente ativo.
Neuronios motores do
coliculo superior (mov dos
olhos)
Pré-frontal e
parietal
Via direta
-
CÓRTEX
(SMA, PMA)
-
Prevenção de movimentos
indesejáveis.
Via indireta: freio para a via direta.
SN reticulada se projeta princ. para colículo
superior: movimentos oculares.
Parkinson (James Parkinson,
1817)
• Tremor rítmico no repouso ?
• Aumento do tônus muscular e
rigidez
• Dificuldade na iniciação de
movimentos e pobreza de
movimentos espontâneos
• Lentidão na execução do
movimento
1
2
3
4
ALTERAÇÕES ANATÔMICAS
AS FUNÇÕES DOS NÚCLEOS DA BASE TÊM SIDO DEFINIDAS
ESSENCIALMENTE ATRAVÉS DA ANÁLISE DE PACIENTES COM LESÕES
NESSES NÚCLEOS.
Inibitórios
excitatórios
DOENÇA DE PARKINSON
Normalmente essa ação indireta
serve para inibir a ação inibitória dos
núcleos da base.
Degeneração da substância negra compacta que projeta para o corpo estriado.
=> Dificuldade de movimento, rigidez muscular, tremor.
(maior inibição dos neurônios motores superiores leva a distúrbio hipocinético)
ALTERAÇÕES NA CONECTIVIDADE
-
+
-
-
-
+
-
+
-
(balismo)
Geoge Huntington(1872)
• Herdabilidade??
• Chorea, rigidez.
• Demência associada.
• Morte em 15-20 anos.
Balismo
• Movimentos descontrolados
CEREBELO
Função Primária: identificar a diferença, ou o
“erro motor” entre o movimento pretendido e o
movimento real e reduzir esse erro através das
projeções indiretas aos neurônios motores
superiores. Ação no movimento em curso e
através de aprendizado motor.
ANATOMICAMENTE:
Lobo anterior
Lobo posterior
Lobo flóculo nodular
Verme
Hemisfério Intermédio
Hemisfério Lateral
Menos perceptíveis
anatomicamente
(outra classificação que
inclui ainda: verme e
lobo flóculo-nodular))
HISTOLOGICAMENTE:
Córtex
Núcleos profundos:
-Núcleo fastigial -aferências do verme
-Núcleos interpostos (globoso e
emboliforme)- aferências das regiões
intermediárias
-Núcleo denteado- aferências das
regiões laterais
# núcleos vestibulares recebem aferências do Lobo flóculo-nodular
Figura 12.19. Uma pequena fatia do córtex cerebelar (detalhe acima, à esquerda) é representativa de todas as regiões. A
representa as fibras aferentes do cerebelo (em vermelho). B representa as fibras eferentes do córtex cerebelar, que emergem
das células de Purkinje (em vermelho). C ilustra os interneurônios principais (também em vermelho). Modificado de Martin (1996).
Neuroanatomy. Appleton & Lange: Stamford, EUA.
CEREBELO
FUNCIONALMENTE (em função das aferências que recebe):
Vestíbulo-cerebelo: constituído pelo lobo flóculo-nodular que projeta para e recebe aferentes dos núcleos
vestibulares. Manutenção do equilíbrio e movimentos oculares.
Espino-cerebelo: constituído pelo verme e zona intermédia que recebem inervação da medula (pelos feixes
espino cerebelares, nucleo de Clarke) . Extensas aferências sensoriais, visual, auditiva!, proprioceptiva e tb vestibular.
Núcleos fastigial e interpostos inervam, respectivamente, os núcleos do sistema descendente medial (vestibulares,
formação reticular e colículo superior) e lateral e do sistema lateral (núcleo rubro).
Controle da execução motora por recepção proprioceptiva da medula. Suavidade e harmonia de movimentos –
alvo principal neste caso é a musculatura proximal e de membros inferiores (lesão causa erros de execução
motora).
Cérebro-cerebelo: constituído pelos hemisférios laterais que recebem aferentes de núcleos na base da ponte
com informações corticais (áreas motoras, cognitivas, somestésicas, visuais e associativas). Núcleos denteados emitem
fibras eferentes ao tálamo de onde saem axônios para o córtex. Coordenação de movimentos complexos ,
aprendizado e memória de movimentos (lesão leva pex a distúrbios de planejamento motor).
Através de
nucleos
pontinos
(contra-lateral)
Através do tálamo
ORGANIZAÇÃO TOPOGRÁFICA E CONECTIVIDADE
DAS PORÇÕES CEREBELARES (mapas
descontínuos)
ESPINOCEREBELO
VIA MEDIAL
(Núcleo vestibular, formação
reticular e colículo superior).
(Núcleo rubro)
EXECUÇÃO MOTORA
CEREBROCEREBELO
Área especialmente
lesada por abuso
cronico de álcool- mov
afetados são
especificamente dos
membros inferiores.
Ataxia= falta de
coordenação.
VESTIBULOCEREBELO
PLANEJAMENTO E
APRENDIZADO MOTOR
Aprendizado Motor
• Modelos Internos: comparação entre o estado desejado
e o estimado; erro é utilizado para para modificar o
modelo existente.
Adolescência!
• Papel do cerebelo
• Importância da motivação
HIERARQUIA E CONTROLE DE MOVIMENTOS E
A VIA MOTORA FINAL COMUM (Sherrington)
CORTEX MOTOR
Movimentos voluntários & ajustes
antecipatórios
NÚCLEOS DA BASE E
CEREBELO
Iniciação, modulação, coordenação,
refinamento e aprendizado motor
TRONCO ENCEFÁLICO
Reflexos multimodais &
ajustes compensatórios
MEDULA ESPINHAL
Movimentos Reflexos & Rítmicos
RESUMO DAS MODULAÇÕES SUPERIORES
E INFERIORES PARA A PRODUÇÃO DO ATO MOTOR
Plasticidade!
RESUMINDO …
Para execução de um
movimento:
- córtex parietal e pré-frontal
auxiliam na avaliação do
movimento a ser feito
- área 6 planeja movimento
-participação dos núcleos da
base na iniciação do
movimento.
- ativação de M1(Área 4)
-Vias descendentes laterais
-- vias mediais modulam
postura
- coordenação espaçotemporal do movimento pelo
cerebelo (seqüência
apropriada de contrações
musculares)
- regulação da atividade de
motoneurônios e
interneurônios medulares
“Pronto, prepara, vai!”