人體大腦毫秒級定時及對運動行為的控制研究

藺 勇，周衛星，趙曉歡，邱 俞

（長春市中心醫院康復醫學科，吉林 長春 130000）

1 前 言

雖然模塊化的觀點能夠給予大腦行為控制的許多關鍵見解，但是，有研究人員指出了，其具有較多的局限性。在當代，神經科學處于更高的水平上進行了大范圍的大腦網絡分析與研究，并逐步認知到人類大腦處理信息是借助不相同的大腦回路來進行的。認識、感知等都是分布于大腦中不相同區域整合交流而得的結果。大腦在空間方面是彼此相隔較遠的不相同區域，借助一種十分迅速且同步化的大腦信號來進行交流。這一新興提出的大腦網絡理論，把大腦運動行為控制于原有功能區有關的理論又朝前推了一步。

2 M1、次級運動區的定位與其功能

M1也叫做一次運動區，在Brodmann分區的第4區，其十分核心的功能就是執行動作，將來自于大腦其余部分中的動作程序指令變換為信號，這類信號編碼各類動作，比如，肌肉收縮、肌肉收縮力量的大小與其時間的長短等。次級運動區就是相對于M1、與高級運動中的組織與執行間相關的運動功能區的統稱，也可以叫做二次運動區[1]。

2.1 輔助運動區（SMA）

（1）定位：最開始SMA處于大腦半球內側面額葉的后部，其也具有軀體功能性定位，由其前方至后方排列，具有顏面、頭部、上肢、軀干、下肢的支配區域，但是，各個區域間的界限不夠顯著。在進行了許多正電子發射計算機斷層顯像（PET）、功能性磁共振成像（FMRI）有關的分析與研究后，最終，定位在額上回中后部大腦半球的內側面上。

（2）功能：處于PET、FMRI下，對腦功能區的激發情況進行觀察后發現了，在完成各類簡單的動作期間，對側輔助運動區被激發，但是，對比M1血流量的改變更少；在各類復雜的動作中，除了對側一次運動區被激發之外，雙側SMA也被激發；而在各類假想的復雜運動中，M1沒有被激發，SMA被激發，pre-SMA相對來說被激發[2]。所以，考慮到SMA的功能主要就包括了：運動與語言的啟動；運動皮質區的傳入與傳出偶聯；借助記憶組織更為復雜的運動序列等。

2.2 前輔助運動區（pre-SMA）

（1）定位：對于靈長類動物而言，其SMA主要就包括了SMA吻部（也可以被叫做pre-SMA）與SMA尾部[也可以被叫做輔助運動區固有部（SMA-proper）]。所以，在大腦半球額葉的內側面從前至后依次是PF、pre-SMA、SMAproper。

（2）功能：在將要發生動作的準備過程中，pre-SMA放電對比SMA-proper更為頻繁，同時，SMA-proper對比M1更早。對比SMA-proper細胞而言，pre-SMA細胞在響應指令信號而變換運動計劃與校正運動期間，具有短暫性活動。在這兩類情況中，包含了一個選擇的過程，由此證實了，pre-SMA與運動準備間相關。所以，pre-SMA、SMA-proper都能夠在高級運動中發揮出控制的作用。而pre-SMA傾向于運動記憶，主要就包括了感覺辨別、判斷、運動的選擇與其學習，而SMA-proper在運動的啟動與執行中發揮出了十分關鍵的作用。

2.3 運動前區（PM）

（1）定位：在額上回后部半球外側面上、中央前回的前方，即為Brodmann6區。

（2）功能：是錐體外系皮質區。運動前區受損患者無法依據視覺、聽覺、觸覺的刺激而進行相應的肢體動作，而對于正常人而言，可以借助運動記憶來完成。由此證實了，運動前區在感覺條件的運動學習中發揮出了十分關鍵的作用。另外，運動前區的外側面與中部在受損后，會破壞運動的節律，使得雙手交互運動的失用更為顯著。

3 大腦對運動行為的控制程序

在動機系統形成運動的動機，激活皮層連合區，明確運動的形式，比如，對于記憶誘導運動，會把沖動傳至SMA與基底節，編制或是提儲運動程序；對于視覺誘導運動，把沖動傳至運動前區與小腦，將視覺空間信息所構成的坐標變換為運動坐標，也極有可能是兩類運動形式都兼具，讓加入的中樞部分增加。以上沖動通過大量的神經元聯系到M1，構成運動指令而傳出。

4 結束語

綜上，在功能區理論中，各類運動功能區作為組成大腦網絡的核心要素，怎樣更為高效、準確、迅速地組織有關功能區進行更為復雜的運動控制、感覺運動整合，都是由大腦網絡選擇性地完成。任一可以提升大腦神經元的時間分辨力（毫秒級）方式，都能夠提升神經元效率，進而增強了大腦網絡各個不相同功能區之間的交流與同步化，最終，實現了對運動的控制及調節。