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CONTROLE DO MOVIMENTO Curso de Neurofisiologia ICB-UFMG Controle do movimento Planejamento e programação Organização Espaço - Temporal Nível mais alto – ESTRATÉGIA - Qual é o alvo do movimento e como melhor conseguir este alvo - Áreas de associação do neocórtex e núcleos da base do prosencéfalo Nível médio – TÁTICA - Seqüências espaço-temporais da contração muscular necessárias para delicadamente e precisamente atingir o alvo estratégico - Córtex motor e cerebelo Nível mais baixo – EXECUÇÃO - Ativação dos neurônios motores e de “pools” de interneurônios que geram os movimentos dirigidos a metas e fazer os ajustes necessários de postura - Tronco cerebral e medula espinhal CÓRTEX MOTOR PRIMÁRIO n O córtex motor é topograficamente organizado (giro pré-central do lobo frontal - área 4 de Brodman) n Lesões ¨ A destruição do giro pré-central abole: n todos os efeitos na musculatura distal que normalmente resulta da estimulação do córtex motor n efeitos proximais produzidos por estimulação de outras áreas motoras Área pré-motora n Controla os movimentos proximais que projetam o braço para o alvo. n Recebe seu principal “input “ do córtex parietal posterior. n Envia projeções para o tronco cerebral n (via reticuloespinhal) n Controle dos músculos axiais e proximais bem como das fases iniciais de orientação do corpo e do braço em direção ao alvo. Nature 408, 361 - 365 (2000) Real-time prediction of hand trajectory by ensembles of cortical neurons in primates JOHAN WESSBERG*, CHRISTOPHER R. STAMBAUGH*, JERALD D. KRALIK*, PAMELA D. BECK*, MARK LAUBACH*, JOHN K. CHAPIN†, JUNG KIM‡, S. JAMES BIGGS‡, MANDAYAM A. SRINIVASAN‡ & MIGUEL A. L. NICOLELIS*§ Área motora suplementar n É importante para: ¨ a programação de seqüências motoras ¨ coordenação de movimentos bilaterais Lesão Córtex Motor suplementar Área motora suplementar Córtex parietal posterior n Proporciona a informação visual para movimentos dirigidos a metas n Córtex parietal esquerdo –especializado para processar informações de linguagem n Córtex parietal direito – especializado para processar informações espaciais n Lesões ¨ Síndome do “neglect” - Desenho de um relógio – coloca os números de um só lado do relógio Córtex parietal posterior “Neglect” Córtex parietal posterior Cerebelo Curso de Neurofisiologia ICB Microscópico Entrada de sinais Saída dos sinais CEREBELO n 10% do peso e 50% das células do cérebro; n 25% do volume do crânio n estrutura cristalina – repetição regular de módulos de circuitos neuronais n Função ¨ - Ajusta indiretamente a saída das maiores vias motoras, funcionando como um comparador n Compara os comandos centrais para o movimento com o próprio movimento n Compensa os erros, comparando a intenção com o desempenho Aprendizagem motora n Os circuitos cerebelares são modificados pela experiência e estas alterações são inputs para o aprendizado motor. n Estudo dos movimentos oculares quando o campo visual é experimentalmente alterado. n Reflexo vestibulo-ocular – o uso de lentes prismáticas que invertem os campos visuais direito e esquerdo e invertem a direção do nistagmo n Esta aprendizagem é prevenida por lesões no cerebelo. Lesões cerebelares n Desorganizam a coordenação motora dos membros, dos movimentos oculares e do balanço do corpo n Extirpação unilateral – Perturbações qualitativamente semelhantes às originadas pela lesão total. ¨ Quantitativamente são menos acentuadas que as bilaterais e se manifestam no hemicorpo do lado da lesão. n Córtex verminiano – distúrbios do equilíbrio e da marcha n Hemisférios – prejudicam os movimentos voluntários n Lobo floconodular – distúrbios do equilíbrio Lesões cerebelares n Lobo anterior (paleocerebelo) ¨ hipertonia espástica que se assemelha à rigidez de descerebração ¨ paciente consegue enfiar a linha na agulha após muitas tentativas n Lobo posterior (neocerebelo) ¨ paciente nunca conseguirá enfiar a linha na agulha Distúrbios cerebelares n Tremor – é um movimento oscilatório sobre a articulação, devido a contrações alternadas do agonista e do antagonista. n Nas lesões cerebelares ocorre tremor de ação n Os distúrbios cerebelares são ipsilaterais à lesão n Os sintomas da doença cerebelar tendem a melhorar gradualmente com o tempo, se a doença não progredir, especialmente se ocorrer na infância Distúrbios de sinergia n Sinergia descreve a coordenação e se refere à regulação da amplitude e da força do movimento n ATAXIA - desorganização da sinergia ¨ -falta de regulação temporal precisa da seqüência de contrações n Dismetria – erro na direção e na força do movimento ¨ Membros inferiores – marcha instável de base ampla (marcha de bêbado) ¨ Movimentos complexos – decomposição do movimento ¨ Músculos dos olhos – nistagmo ¨ Músculos da fala - disartria Distúrbios cerebelares n Distúrbios do equilíbrio ¨ Incapacidade de manter a postura ereta (lesão do lobo floconodular) n Distúrbios do tônus ¨ Hipotonia – é mais freqüente que hipertonia ¨ Pode resultar em membro pendular (ex: depois de um reflexo patelar o membro fica balançando) ¨ Hipertonia também pode ocorrer Distonia do Escrivão Distonia geral Distonia laríngea Núcleos da Base Núcleos da base n Caudado n Putamen n Globo pálido n Substância negra n Núcleo subtalâmico n Sistema extrapiramidal???? n Não tem conexões aferentes ou eferentes com a medula espinhal n Característica da doença ¨ distúrbio de neurotransmissores Entrada de sinais Controle do movimento via desinibição Saída dos sinais Dança harmoniosamente O córtex associativo gera a vontade do movimento e antes que o córtex motor primário inicie a execução dos comandos motores, os núcleos da base, junto com córtex pré-motor, programam um refinado plano motor. Assim, os núcleos da base agem controlando o nível de excitabilidade dos neurônios talâmicos sobre o córtex motor (facilitando ou dificultando a excitabilidade dos neurônios corticais motores). CÓRTEX CEREBRAL Estriado Sub Negra (compacta) Sub Negra (reticulata) Pálido lateral Pálido medial TALAMO N. Anterior N. Subtalâmico N. motores Medula e tronco - GABA + + Glu + + Glu + + DA - GABA - GABA GABA- T. Córtico espinhal T. Córtico nuclear Vou dançar Circuito normal - CÓRTEX CEREBRAL Estriado Sub Negra (compacta) Sub Negra (reticulata) Pálido lateral Pálido medial TALAMO N. Anterior N. Subtalâmico N. motores Medula e tronco - GABA + + Glu + +Glu + + DA - GABA - GABA GABA- T. Cortico espinhal T. Cortico nuclear DANÇA BALISTICA Vou dançar As lesões do núcleo subtalâmico causam distúrbios motores como o balismo onde ocorrem movimentos involuntários violentos dos membros. A lesão reduz o efeito inibitório pálido-talâmico e acaba facilitando a excitação tálamo-cortical. HIPERCINESIA 1 Balismo CÓRTEX CEREBRAL Estriado Sub Negra (compacta) Sub Negra (reticulata) Pálido lateral Pálido medial TALAMO N. Anterior N. Subtalâmico N. motores Medula e tronco - GABA + + Glu + +Glu + + DA - GABA - GABA GABA- T. Cortico espinhal T. Cortico nuclear 5 DANÇA BALISTICA Vou dançar Inibição do N. subtalâmico HIPERCINESIA 2 Coreia de Huntington Degeneração do estriado causam distúrbios motores hipercinéticos. A lesão do estriado aumenta a inibição do pálido sobre o n. subtalâmico. Como conseqüência, é como se o subtalâmico ficasse funcionalmente lesado e ocorreria inibiçãopálido-talâmica, facilitando a excitação tálamo-cortical. CÓRTEX CEREBRAL Estriado Sub Negra (compacta) Sub Negra (reticulata) Pálido lateral Pálido medial TALAMO N. Anterior N. Subtalâmico N. motores Medula e tronco - GABA + + Glu + +Glu + + DA - GABA - GABA GABA- T. Cortico espinhal T. Cortico nuclear 5 DANÇA RIGIDAMENTE Vou dançar HIPOCINESIA Parkinson As lesões da Substancia negra causa distúrbios hipocinéticos. A falta de DA no estriado causa um aumento da atividade inibitória pálido-talâmica, dificultando a excitação cortical motora. Assim o paciente apresenta quase nenhuma expressão facial, movimentos lentos, arrastando os pés quando anda e tremor de repouso dos dedos. Observações clínicas n Exame pós-morten ¨ Doença de Parkinson ¨ Doença de Huntington Tipos caracterísitcos de distúrbios motores n 1. Movimentos involuntários, incluindo tremor n 2. Pobreza e lentidão de movimentos n 3. Alterações na postura e no tônus muscular ¨ SN - neuromelanina n parece ser polímero da DOPAMINA ou de seus metabólitos. n O grau de pigmentação da SNC se correlaciona com a concentração de DA que ela contém, mas a função do pigmento não é conhecida Distúrbios dos núcleos da base n Coreias ¨ de Sydenham (Dança de São Vito) ¨ de Huntington n Hemibalismo n Doença de Parkinson Coreia de Sydenham Coréia de Huntington Hemibalismo Parkinson Parkinson + DOPA MPTP (1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetra hidropiridina) n Os núcleos da base podem contribuir para a cognição ¨ Funções motoras - putamen ¨ Funções cognitivas - caudado n Em primatas ¨ lesões no córtex pré-frontal n deficiência para a realização de uma tarefa alternada (memória espacial) ¨ Lesões no caudado (onde se projeta esta área cortical) causa as mesmas deficiências