Анатомические поезда

Spindles and GTO’s: Explaining the Gamma System
Posted by Tom Myers

Вопрос:
Меня немного сбивает с толку ваше объяснение гамма-системы мышечного веретена (мышечных волокон на краю веретена), где вы рассматриваете гамма-систему как процесс считывания центростремительными нервными окончаниями увеличенного растягивания мышечной ткани.  До этого вы утверждали, что центростремительные нервные окончания способствуют увеличению напряжения или сокращения в мышце в результате увеличения длины мышцы.
Не будет ли правильней утверждать, что мышечные волокна на краю веретена скорее будут натягивать окончания веретена, чем его центр, и это приведет в результате к тому, что центростремительные нервные окончания в центре веретена будут «ощущать»  растягивание меньше чем остальная часть мышцы?

Именно это и будет иметь так называемый гамма-эффект – уменьшение мышечного напряжения и увеличение нормальной длины мышцы в расслабленном состоянии после растягивания (хотя, возможно, фасциальная пластичность имеет к этому больше отношения чем воздействие на нервные окончания).
Я до сих пор не понимаю, как уменьшение сокращения помогает сделать движения автоматическими
Спасибо за объяснение работы нервно-сухожильного веретена.
С уважением, Билл

Ответ Т.Майерса:

Билл, вы во многом правы.
Давайте посмотрим, насколько я смогу ответить вам на вопрос, ведь именно ответы на такие вопросы помогут нам в будущем понять , как же именно работает нервномиофасциальная система.
Один важный момент – мозг/тело не делают возможным движение вследствие работы мышц, как нас всегда учили и как мы это себе всегда представляли. Движение становиться возможным благодаря нейромоторным единицам, которые управляют 10-100 мышечными волокнами в мышце (их меньше в глазе или языке, но намного больше , например, в ягодице, где одно нервное окончание может отвечать за несколько сотен мышечных волокон)

Плавное ускорение не является результатом последовательного вовлечения мыщц в работу. Это координированное вовлечение отдельных нейромоторных единиц, которыми управляет мозг, который отвечает за посылаемые сигналы. Давайте рассмотрим этот процесс более внимательно.
Каждая нейромоторная единица работает внутри мышцы, создает натяжение в конкретном месте конкретного мышечного волокна вместе с соответствующим сухожилием или фасцией, за которую отвечает эта единица. Сюда можно также отнести и эпимизий – своеобразную обертку вокруг мышцы. Вся эта работа очень специфична, она запрограммирована в память вместе с восприятием и (если жизнь насыщена событиями) прогнозированием.



Каждая нейромоторная единица тянет конкретное мышечное волокно, связаное с сухожилием, которое отправляет сигналы к нервно-сухожильному веретену. НСВ отправляет сигналы в то же место, что и веретено, которое служит нейромоторной единицей. Перестаньте думать о мышцах, начните думать о нейромоторных единицах.
Теперь к самим нейромоторным единицам, в особенности к гамма-системе. Для достижения плавного ускорения нервная система развила два простых механизма. Мышечное веретено для длины и скорости изменения длины, а также НСВ в нижележащих волокнах для измерения нагрузки.



На этом рисунке вы видите мышечное веретено. При растяжении оно передает больше сигналов чем при сокращении.
Веретено растягивается при растяжении мышцы. Пассивное растягивание считывается/запоминается  нервом, а вот быстрое баллистическое растягивание принуждает волокно возвратиться к исходной длине мышцы, как в случае с коленным рефлексом. Итак – растяните мышечное веретено, получите рефлекторное сокращение нейромоторной единицы, которая связана с этим веретеном.

Для того, чтобы получить очень плавное ускорение передачи силы нейромиофасциальная сеть создала гениальный план. Дополнительный двигательный нерв на конце мышечного веретена – назовем его гамма-нервом – может  воздействовать на волокна эластина внутри веретена. Эти мелкие двигательные сигналы сокращают мелкие волокна на краю веретена, и «обманывают» таким образом веретено, сохдавая впечатление, что мышечная ткань вокруг растягивается. Веретено реагирует на это внутреннее растягивание сигналом в позвоночник, а тот реагирует привычным для него образом – посылает сигнал на сокращение.




Здесь вы видите как Гамма волокно может влиять на веретено и заставлять позвоночник сокращать эту нейро-моторную единицу посредством  Альфа-нерва

Можно сказать, что мозг посылает сигнал через Гамма-нерв для того, чтобы простимулировать окончание веретена, веретено посылает сигнал обратно в позвоночник, а позвоночник посылает сигнал сократить мышцу ноги. Конечно, прямая связь через Альфа-нерв будет более быстрой, однако менее координированной. Поэтому такая «обманная» схема, гамма-система, от мышцы к позвоночнику и затем обратно к мышце, работает только в том случае, если ваше тело знает, что ему придется сделать, если вы можете спланировать эту микро-секунду, основываясь на предыдущем опыте.

Ребенок, который первый раз в жизни взял в руки молоток, работает только Альфа-нервами. Опытный плотник, забивающий гвоздь с одного удара, пользуется гамма-системой, Альфа помогает сделать маленькие поправки в привычной работе. Попробуйте перейти из одной комнаты в другую, которая на 5 см ниже чем вы думали и понаблюдайте за тем, как сработает ваша гамма-система.

Различные уровни программирования – неврология не моя специальность – способствуют этим «высшим стабилизационным программам», но мозжечок считается основным местом хранения для этих накопленных воспоминаний о включении сенсорных веретен и НСВ и успешного завершения движений.
Когда ребенок учится завязывать шнурки, то он пользуется альфа-системой, так как он пока не накопил достаточно информации о том, как это делается. Однако со временем вы можете спокойно разговаривать в процессе завязывание шнурков, не глядя, а ваши пальцы будут иметь достаточно памяти о работе пальцев над шнурками, следую знакомой модели движения.

Следующий вопрос в том, как научиться быстро осваиваться с новыми двигательными моделями через поверхность коры программирования Альфа проникать в более глубокие гамма - мозжечок - базальные ганглии - ствол мозга. В свою очередь в процесс вовлекаются также такие части нервной системы – автономная, нейроэндокринная, и т.д.
Но это уже другая история для другого дня.
Надеюсь, что ответил на ваш вопрос 

Автор: Томас Майерс