Двигательные программы ствола мозга

К стволу мозга относят продолговатый мозг, мост и средний мозг. Основные анатомо-физиологические особенности ствола мозга:

- через спинной мозг или черепные нервы ствол мозга получает всю чувствительность (за исключением обонятельной, со становлением которой связано формирование конечного мозга);

- непосредственно через спинной мозг или черепные нервы ствол мозга управляет всеми структурами организма — мышцами и внутренними органами;

- ствол мозга содержит центры, полностью обеспечивающие стереотипные врожденные (характерные для данного вида животного) движения, в том числе — врожденные формы реагирования на сенсорные раздражители (например, поворот головы и глаз в сторону внезапного резкого звука);

- ствол мозга содержит центры, управляющие внутренними органами и жизненно важными функциями, в частности дыхательный, сердечно-сосудистый, глотательный и др.;

- ствол мозга содержит структуры, отвечающие за состояние нервной системы в целом, то есть ее генерализованную активацию (в частности, чередование сна и бодрствования).

- ствол мозга обладает двусторонними связями: со спинным мозгом; с мозжечком; с конечным мозгом, прежде всего — корой головного мозга. Кроме того, через ствол мозга проходят проводящие пути, связывающие спинной мозг с мозжечком и со структурами конечного мозга.

В моторных системах можно выделить три типа совершаемых движений: рефлекторные, ритмические и произвольные. Они различаются по степени сложности и участия сознания в контроле выполняемых действий. В каждом из них есть два компонента, нуждающиеся в контроле: тонический, который обеспечивает необходимую для начала движения позу и на время фиксирует в стабильном положении некоторые суставы, и фазный, определяющий направление и скорость движения.

Рефлекторные движения относятся к самым простым моторным действиям, они выполняются быстро, стереотипно и в принципе не нуждаются в сознательном контроле, т.е. могут возникать непроизвольно. Это все сухожильные рефлексы (например, коленный), а также защитный сгибательный рефлекс, возникающий в ответ на прикосновение к горячему предмету и пр.

Двигательные программы стволовых центров сложнее, они используют несколько видов сенсорной информации (в том числе проприоцептивную, вестибулярную, зрительную, слуховую), кроме того, в осуществлении таких программ обычно участвует мозжечок. В силу этих обстоятельств в последнее время предпочитают говорить не о рефлексах, а о двигательных программах, несмотря на то, что они могут выполняться без контроля сознания.

Стволовые рефлексы (программы) обеспечивают деятельность мышц, направленную на поддержание позы (статические) и сохранение равновесия во время движения(статокинетические). Например, чтобы сохранять вертикальное положение, надо поддерживать необходимый тонус разгибателей, противодействующих силам гравитации. При потере равновесия требуется перераспределить тонус разгибателей: например, поскользнувшись и начав падать, человек рефлекторно повышает тонус разгибателей на стороне падения. Тем самым он фиксирует вытянутое в сторону смещения центра тяжести положение ноги, превращая её в опору, помогающую сохранить равновесие. То же самое происходит с рукой: она вытягивается в сторону падения, принимая на себя всю массу падающего тела, и порою, ломается лучевая кость (перелом луча в типичном месте).

Перераспределение мышечного тонуса вызывается, прежде всего, характером информации, поступающей от вестибулярных рецепторов внутреннего уха, которые реагируют на изменение положения головы и на различные виды ускорений. Сенсорные сообщения от вестибулярных рецепторов подкрепляются сигналами от проприоцепторов шейных мышц. Предварительное перераспределение мышечного тонуса повышает успешность дальнейших действий: гимнасту, выполняющему стойку на кистях рук, проще сохранить равновесие, отклонив голову назад, поскольку при таком положении головы повышается тонус разгибателей, в том числе мышц спины. А вот акробатический прыжок в группировке, напротив, облегчается наклоном головы вперёд, что приводит к повышению тонуса сгибателей.

Ориентировочные рефлексы возникают в ответ на неожиданные зрительные и слуховые сигналы. К такому раздражителю немедленно поворачивается голова и глаза, а одновременно с этим поворотом перераспределяется мышечный тонус так, чтобы получилась поза, из которой легко начать движение.

Помимо рефлекторных действий двигательные структуры спинного мозга и ствола участвуют в формировании ритмических движений, таких, например, как ходьба, бег, жевание. Эти движения относительно стереотипны и при определённых условиях они выполняются почти автоматически. В них можно увидеть непроизвольный и произвольный компоненты, последний обычно участвует в самом начале, т.е. при запуске ритмических движений, и в конце.

Произвольные движения – это сложные комбинированные действия, такие, например, как игра на музыкальном инструменте, управление автомобилем или приготовление пищи. Их отличительными признаками являются направление движений к определённой цели и совершенствование координации в связи с приобретаемым опытом. Спинной мозг и ствол необходимы для управления всеми видами движений, но при совершении произвольных действий они участвуют в качестве исполнителей двигательных команд моторных областей коры.