Чтобы узнать, как нейроны моторной коры управляют движением, Эдвард Эвартс (Edward Evarts, 1968) поставил простой эксперимент, описание которого представлено ниже в разд. «Эксперимент». Он учил обезьяну сгибать запястье, чтобы повернуть стержень.

К стержню подвешивали разные утяжелители. Электрод, имплантированный в управляющую запястьем зону моторной коры головного мозга обезьяны, регистрировал активность нейронов в этой зоне.

Эвартс обнаружил, что нейроны начинали генерировать электрические импульсы еще до того, как обезьяна начинала движение.

Таким образом, эти нейроны принимали участие не только в инициации, но и в планировании движения. Пока запястье находилось в движении, нейроны продолжали генерировать импульсы это позволило подтвердить, что они участвовали в производстве движения. Частота разрядов становилась выше, когда к стержню привешивали утяжелитель.

Результаты эксперимента показывают, что нейроны моторной коры увеличивают силу движения, увеличивая уровень и длительность возбуждения — об этом можно прочитать ниже в разд. «Эксперимент», п. «Выводы».

Результаты Эвартса также показали, что моторная кора участвует в определении конечной точки траектории движения. Управляющие запястьем нейроны моторной коры могли генерировать импульсы, когда обезьяна сгибала запястье, но не когда запястье возвращалось в исходное положение.

Такие on- и off-ответы нейронов представляют собой простой способ кодирования требуемой конечной точки траектории движения. Иными словами, эксперимент Эвартса не только подтверждает теорию пространственной организации действия (position-point theory), но и показывает, что приведение движения к определенной точке в пространстве осуществляется с учетом чрезвычайных обстоятельств, таких как необходимость учитывать нагрузку при перемещении конечности в конечную точку движения.

Активность мотонейронов у свободно двигающихся обезьян показывает, что нейроны в зависимости от их локализации обеспечивают приведение тела или отдельных его частей в определенное положение (Aflalo & Graziano, 2007). Например, если какие-либо нейроны демонстрируют высокую активность, когда рука принимает определенное положение, то при смене положения руки активность нейронов снижается.

Таким образом, изображенные на рис. ниже нейроны моторной коры определяют конфигурацию движений. Электростимуляция таких нейронов обеспечивает приведение движения к той же конечной точке.

Интересные результаты удалось получить Шиберу (Schieber, 2011) они показывают, что нейроны моторной коры, задействованные в планировании движения, также отвечают за прекращение движений по команде и мысленное прекращение движения. Двигательные нейроны могут демонстрировать подпороговая активность, то есть активность, недостаточную для производства движения. Это говорит о том, что нейроны могут думать о движении или воображать его.

Подпороговую активность используют, чтобы дать возможность нейронам моторной коры управлять интерфейсом мозг-компьютер, не вызывая выраженных движений у испытуемого (см. разд. «Исследование» в отдельной статье на сайте здесь).

а) Эксперимент: Какова роль моторной коры в управлении движением?

Выводы. Моторная кора принимает участие в планировании движения, в осуществлении движения, а также в регуляции силы и длительности движения.

- Читать далее "Пластичность моторной коры - с точки зрения нейрофизиологии"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 25.9.2023