初级运动皮质区
大脑的初级运动皮质在运动命令形成过程中发挥着重要作用。运动皮质负责编码运动的运动学和动力学特征。来自躯体感受器的输入信息在运动技能形成过程中起到反馈、前反馈和自适应学习的作用。运动皮质导致运动技能形成。
大脑的一个主要功能是指引躯体有目的性地与周围环境发生作用。了解大脑如何履行这个任务对于神经科学来说是一个巨大挑战。因为大脑皮质的大部分区域都参与随意运动的形成。研究大脑皮质对随意运动的控制可以帮助我们更好地从整体上了解大脑皮质的功能组织形式。
本章节主要关注灵长类动物手和上肢随意运动的控制。本章节主要描述控制随意运动的皮层网络,尤其与初级运动皮质区在产生运动命令中的作用。下一章将介绍更为宽泛的问题,随意运动行为的皮层控制,尤其是大脑皮层如何处理感觉信息进而指导随意运动。
在很多方面,随意运动与反射和基本的节律性运动不同。随意运动是有目的性的,它们受内在决策驱动,但是反射是受外部刺激后机体自动触发的过程。即使当一个随意运动指向一个物体时,例如,伸手够一个杯子的随意动作,引起运动的不是这个物体而是要与这个物体发生作用的内在决策。物体呈现仅仅提供了肢体与其发生作用的机会。随意运动涉及多种计划决策,其中包含对一些选择的排除或否定。而且这些随意动作最终要形成目标。
随意运动通常具有随变性,这取决于感觉输入。对于相同的一个物体,能激发个体不同的随意动作,这取决于物体出现的背景。这是因为控制随意行为的神经环路能够区分出物体的物理特性。实际上,随意运动的本质和效率通常会随着个体的经验而改善。运动系统能学习新的行为策略或者对熟悉的刺激获得新的反应,进而改善个体的行为输出,并且运动系统还能获得处理个体所在环境中预期变化的新技能。
因此,随意运动要比简单地产生一个特定肌肉活动模式复杂得多。随意运动过程涉及感觉、知觉以及认知处理过程,而这些过程并不是独立分隔在大脑某个独立区域内完成的。