中枢模式发生器-18页PPT课件.ppt
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- 中枢 模式 发生器 18 PPT 课件
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1、中枢模式发生器central pattern generators(CPGs)刘佳 2019.6.19 内 容l概述 概念 历史和研究进展l研究手段 电生理学 基因调控概 述概念l运动一般可分为三大类:反射运动、随意运动和节律性运动.l节律性运动,如呼吸、咀嚼、行走等,这类运动可以随意开始或者停止,一旦开始,就能自动重复进行而不再需要意识的参与.l一般而言,产生节律运动活动的神经环路被称为中枢模式发生器(central patterngenerator,CPG)。l脊髓步行模式发生器(spinal locomotor pattern generator)特指位于脊髓内,能自动产生稳定振荡,有序
2、激活伸屈肌群进行交替收缩,激发肢体节律运动的CPG。l振荡(神经振荡)CNS神经元有节律的活动。概 述历史及现状l1911年,Brown提出“中心半振荡器”的概念 发现脊椎动物脊髓在缺乏感觉性传入的情况下,能够产生节律性动作,如行走和游泳。振荡器(英文:oscillator)是用来产生重复电子讯号(通常是正弦波或方波)的电子元件。其构成的电路叫振荡电路。l1966年,Shik明确提出CPG控制动物节律运动的理论;l大量实验已证实,在许多无脊椎动物的胸腹神经节和脊椎动物的脊髓中都存在CPG,其中结构基本清楚的有:无脊椎动物水蛭的心跳CPG 龙虾的胃部蠕动CPG 脊椎动物蝌蚪和七鳃鳗的游泳CPG等
3、(Arshavsky Yu et al.,1993;Grillner et al.,2019;Roberts et al.,2000).l近年的一些研究试图从各个方面去揭示啮齿类动物的CPG结构(Butt et al.,2019b;Cazalets and Bertrand,2000;Kiehn and Tresch,2019;Schmidt and Jordan,2000;Vinay et al.,2019).l研究表明,控制新生大鼠后肢活动的CPG起自下部胸段(Th11Th13),贯穿整个腰段(L1L6)(Bertrand and Cazalets,2019;Cazalets et al.
4、,2019,2019)l进一步研究证实,大鼠后肢CPG的吻侧神经元作用更为重要(Th11L2)。l理论上人类应该存在具有自激振荡特性的脊髓CPG神经网络,但由于不能在活体进行直观研究,故目前对脊髓CPG在控制人类步行中的作用,各家意见尚不一致解剖和电生理学特性l解剖学 中间神经元组成电生理学特性lCPG是耦合振荡系统,能在缺乏高层控制信号和外部反馈信息的情况下,产生稳定的振荡行为,通过神经元之间的相互抑制产生稳定的相位互锁,并通过自激振荡激发肢体的节律运动;l一旦与输入信号耦合后,可根据输入信号的波幅、频率以及多个信号之间的相位关系决定输出的运动模式。CPGCPG与与SCISCIlPUBMED
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