19 بررسی اثر حلقه فیدبکی ارگان تاندون گلژی بر لرزش
Download
Report
Transcript 19 بررسی اثر حلقه فیدبکی ارگان تاندون گلژی بر لرزش
دانشکده – مهندسی پزشکی
سمينار کارشناسي ارشد -مدل سازي سيستمهاي بيولوژيکي
بررسی مکانيزم سيستم عصبی محيطی بر لرزش
استاد مربوطه:
جناب دکتر توحيدخواه
دانشجو:
سحر رضایی منش
1
2
فهرست مطالب
• مقدمه
• مدل عصبی-عضالنی
• حلقه های رفلکسی
•مدل تاندون گلژی
•مدل دوک عضالنی
•مدل سلول Renshaw
•بررسی اثر حلقه تاندون گلژی بر لرزش
• بررسی اثر حلقه Spindleبر لرزش
•بررسی اثر حلقه سلول Renshawبرزش
•نتیجه گیری
•پیشنهاد
3
مقدمه:
کنترل حرکتی ( :)Motor controlاصطالحی است که برای
کنترل حرکات اندام های بدن استفاده می شود.
سيستم حرکت بدن 2جزء اصلی دارد:محرک ها و عضالت
عضالت به 2دسته صاف و اسکلتی تقسيم می شوند
حرکت عضالت :ارادی /غير ارادی /نيمه ارادی
4
مقدمه:
استراتژي هاي کنترل حرکتي
ديدگاه Prepheralistها
اين افراد بيشتر روي حس هاي انسان تاکيد داشتند .نقش سنسورها را اساسي
مي ديدند و کنترل با فيدبک را معيار قرار مي دادند
ديدگاه Centralistها
حرکات را
اين گروه ،حرکات را بيشتر به صورت مدار باز درنظر مي گرفتند و
5
ناشي از فرمان CNSمي دانستند
مقدمه:
کنترل حرکت :
کنترل محیطی که تحت کنترل سیستم عصبی محیطی()PNSاست نقش و
اهمیت محرک ها،گیرنده ها و پیام های حسی و حلقه های رفلکسی مطرح
است.
کنترل مرکزی که تحت کنترل سیستم عصبی مرکزی()CNSاست نقش بخش
هایی از سیستم عصبی مرکزی به ویژه قشر مغز،مخچه وعقده های قاعده ای
حایز اهمیت است.
6
هدف :بررسی اثر مکانيزم PNSبر لرزش
لرزش(:)Tremorهر نوع حرکت غير ارادی
و تقريبا ريتميک در قسمتی از بدن انسان.
: Tremorفيزيولوژيکی و پاتولوژيکی.
:
:PNS
اعصاب آوران و اعصاب
وابران
7
مدل عصبی-عضالنی
اهميت مدل:
نياز به استفاده از مدل های رياضی و سيستماتيک برای بررسی tremor
بلوک دياگرام Neuromusculoskeletal Model
:neuro
نشانگر سيستم عصبی محيطی
: musculo
نمايشگر مدل عضله
: skeletal
نمايش ديناميک استخوان بندی بدن
8
مدل عصبی-عضالنی
مدلسازی عضله:
مدل هيل برای عضله درنظر گرفته شده است
ديناميک انقباض عضله:
سه عنصر اصلی در مدل هيل:
-1عنصر انقباضی( -2 )CEعنصر سری) -3 (SEعنصر موازی((PE
دینامیک فعال سازی:
وقتی یک تحریک عصبی به عضله اعمال می شود فعال شده و یا تعداد مشخصی از واحدهای حرکتی
در فیبرهای عضالنی را به اختیار خود می گیرد
9
مدل عصبی-عضالنی
مدلسازی ديناميک اسکلتی:
مدل تک مفصلی برای مچ دست
10
حلقه های رفلکسی
يک سری از مدارهای نخاع هستند که حلقه بسته بوده و اراده درآن ها نقشی
ندارد رفلکس ها جزو حرکات غير ارادی می باشند.
پارامترهای کليدی در بررسی مکانيزم سيستم عصبی محيطی بر لرزش:
-1حلقه فيدبکی ارگان Spindle
-2حلقه فيدبکی ارگان تاندون گلژی
-3حلقه فيدبکی سلول Renshaw
11
حلقه های رفلکسی
دوک عضالنی)(Muscle Spindle
گيرنده های حسی درعضله هستند که نقش سنسور موقعيت را دارد
از spindleدو عصب خارج می شود la :و .ll
laحاوی اطالعات طول و سرعت عضله باهم است و llبه تغييرات در طول
عضله پاسخ می دهد
12
حلقه های رفلکسی
تاندون گلژی()Golgi Tendon
گيرنده حسی است که بصورت سری با عضله است و نقش سنسور نيروی عضله را
دارد
فيبر سنسوری تاندون گلژی lbاست
13
حلقه های رفلکسی
سلول :Renshaw
سلول های مهاری در ماده خاکستری Spinal Cordهستند و
دارای مکانيزم فيدبک منفی بر
αنرون های حرکتی هستند
14
مدل تاندون گلژی
ديناميک تاندون گلژی با تابع تبديل زير مدل می شود
=Ggبهره حلقه بسته ارگان گلژی
15
مدل دوک عضالنی
مدل درنظر گرفته شده برای ارگان spindleبر اساس کار MacMahon
يک رابطه غيرخطی بصورت زير است:
=Usپاسخ عصب la
=Gsبهره حلقه
=Vsسرعت کششر
=Lsطول ارگان spindle
0.5 =C1
1 =C2
1 mm =Lso
16
مدل سلول RENSHAW
مدل درنظر گرفته شده برای اين سلول بر اساس کار Windhorst
با تابع تبديل زير نشان داده می شود:
=Grبهره استاتيک حلقه
(rmنرخ آتش موتور نرون)=pps 35
17
بررسی اثر حلقه فيدبکی ارگان
SPINDLE
بر لرزش
با افزایش بهره Gsسیستم ناپایدار شده
و حرکات لرزشی شروع می شود
با تغییر بهره فرکانس لرزش ثابت(5هرتز) اما دامنه افزایش می یابد و وقتی که
بهره به مقدار خاصی رسید دامنه هم ثابت می شود.
18
بررسی اثر حلقه فيدبکی SPINDLEبر لرزش
:MacMahon
وجود يک بار ساکن بر عضله سبب فرونشاندن لرزش می شود .
در لرزش محیطی که ناشی از اثر ارگان spindleاست:
افزورن یک بار ساکن حدود 3برابر وزن مچ دست=کاهش دامنه و فرکانس لرزش.
19
بررسی اثر حلقه فيدبکی ارگان تاندون گلژی بر لرزش
اگريک نيروی گشتاور خارجی به مچ افزوده
شود-1 :دامنه لرزش کاهش اما فرکانس
افزايش می يابد
20
-2نيروی توليدی عضله هم افت می کند که
علت آن کارکرد حلقه فيدبک منفی ارگان
تاندون گلژی است
بررسی اثر حلقه فيدبکی سلول RENSHAWبر لرزش
با افزایش مقدار بهره Grاز 0.1
به 0.5دامنه لرزش بسیار کاهش
می یابد
فیدبک منفی این سلول می تواند باعث توقف لرزش شود
21
بررسی اثر حلقه فيدبکی RENSHAWبر لرزش
سلول
MacMahonدر سال 1984
تاخیر در حلقه فیدبک منفی ایجاد نوسان می کند
با افزایش بهره به 1و بررسی در بازه زمانی کوچک لرزش در فرکانس
48هرتز مشاهده می شود.
22
نتيجه گيری:
-1ديناميک حلقه ارگان spindleمی تواند علت توليد لرزش در بيماری
پارکينسون باشد و بهره حلقه نقش پارامتر کليدی را دارد.
-2ديناميک فيدبک منفی سلول renshawمی تواند لرزش ناشی از ديناميک
حلقه ارگان spindleرا کاهش دهد.
-3نتايج شبيه سازی شده تاييد می کند که بار ساکن افزوده شده به مچ دست
می تواند باعث توقف لرزش شود
23
-4ديناميک فيدبک منفی سلول renshawمی تواند لرزش را در فرکانس
های باال ايجاد کند.
پيشنهاد:
برای بررسی های بيشتر و دقيق تر می توان از مدل Spindleبا
ارگان جزئيات بيشتر استفاده نمود
24
با تشکر از توجه شما
25