Тормозная интернейрональная сеть спинного мозга: организация и контроль произвольного движения и локомоции человека

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Известно, что локомоцией принято считать самостоятельное перемещение живого организма в окружающей среде; под произвольным движением понимают сознательно регулируемое перемещение сегмента живого организма, сопровождающееся изменением кинематических параметров в биомеханической цепи. Каждый из представленных видов моторной активности в своей основе является результатом схождения единовременных нисходящих и восходящих команд в двигательные центры спинного мозга. Важным звеном в обработке поступающих сигналов являются так называемые «сегментарные интернейроны», или «локальные интернейроны», высокая концентрация которых на спинальном уровне формирует тормозную интернейрональную сеть. Роль данной интернейрональной сети заключается в фильтрации сигналов от мышечных веретен, сухожилий, суставов, кожи, а также сигналов, поступающих от высших отделов ЦНС. В представленном обзоре, опираясь на полученные к настоящему времени экспериментальные данные, особое внимание уделяется популяции интернейронов, входящих в состав рефлекторных дуг, и их роли в осуществлении тормозных процессов на моторном и премотонейронном уровнях нейроаксиса, а также рассматривается участие тормозной интернейрональной сети в формировании параметров моторного выхода. Раскрывается роль супраспинальных и супрасегментарных механизмов нейромодуляции тормозных интернейрональных сетей спинного мозга в обеспечении моторного контроля.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. А. Гладченко

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Великолукская государственная академия физической культуры и спорта»

Автор, ответственный за переписку.
Email: gladchenko84@outlook.com
Россия, 182105, Великие Луки

А. А. Челноков

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Великолукская государственная академия физической культуры и спорта»

Email: and-chelnokov@yandex.ru
Россия, 182105, Великие Луки

С. М. Богданов

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Великолукская государственная академия физической культуры и спорта»

Email: turbon10@yandex.ru
Россия, 182105, Великие Луки

Л. В. Рощина

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Великолукская государственная академия физической культуры и спорта»

Email: ljudaroschina@yandex.ru
Россия

Список литературы

  1. Бабанов Н.Д., Бирюкова Е.А. Нейрофизиологическое обеспечение моторного контроля в «гибридных» позах. Обзор литературы // Сенсорные системы. 2021. Т. 35. № 2. С. 91–102. https://doi.org/10.31857/S0235009221020025
  2. Богданов С.М., Гладченко Д.А., Рощина Л.В., Челноков А.А. Эффект супраспинальных влияний на проявление пресинаптического торможения Ia афферентов при разных типах мышечного сокращения у человека // Вестн. РУДН. Сер. Мед. 2020. Т. 24. № 4. С. 338–344. https://doi.org/10.22363/2313-0245-2020-24-4-338-344
  3. Гладченко Д.А., Богданов С.М., Рощина Л.В., Челноков А.А. Функциональная активность реципрокного торможения α-мотонейронов мышц-антагонистов голени при разных типах мышечного сокращения субмаксимальной и максимальной силы // Рос. мед.-биол. вестн. 2023. Т. 31. № 2. С. 185–194. https://doi.org/10.17816/PAVLOVJ110739
  4. Гладченко Д.А., Алексеева И.В., Челноков А.А., Барканов М.Г. Моделирование импульсной активности афферентных волокон мышц-антагонистов голени при чрескожной электрической стимуляции спинного мозга во время ходьбы // Физиол. человека. 2024. Т. 50. № 1. C. 34–44. https://doi.org/10.31857/S0131164624010035
  5. Гладченко Д.А., Богданов С.М., Челноков А.А. Влияние приема Ендрассика и решения арифметических задач на возбудимость α-мотонейронов при удержании различно по величине статического усилия // Современные векторы прикладных исследований в сфере физической культуры и спорта: Сборник научных статей II Международной научно-практической конференции для молодых ученых, аспирантов, магистрантов и студентов. Под редакцией А.В. Сысоева [и др.]. Воронеж, 2021. С. 106–109.
  6. Гордеев С.А. Боль: классификация, структурно-функциональная организация ноцицептивной и антиноцицептивной систем, электронейромиографические методы исследования // Успехи физиол. наук. 2019. T. 50. № 4. С. 87–104. https://doi.org/10.1134/S0301179819040039
  7. Королев А.А. Функциональная анатомия нисходящих двигательных систем в норме и при формировании спастического пареза // Фундаментальные исследования. 2013. № 3. С. 91–96. URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=31153 (дата обращения: 02.07.2024
  8. Любашина О.А., Сиваченко И.Б., Бусыгина И.И. Особенности нейрофизиологических механизмов висцеральной и соматической боли // Успехи физиол. наук. 2022. Т. 53. № 2. С. 3–14. https://doi.org/10.31857/S0301179822020072
  9. Мошонкина Т.Р., Погольская М.А., Виноградская З.В., Лихачева П.К., Герасименко Ю.П. Чрескожная электрическая стимуляция спинного мозга в двигательной реабилитации пациентов с травмой спинного мозга // Интегративная физиология. 2020. Т. 1. № 4. С. 351–365. https://doi.org/10.33910/2687-1270-2020-1-4-350-364
  10. Нарышкин А.Г., Галанин И.В., Егоров А.Ю. Управляемая нейропластичность // Физиол. человека. 2020. Т. 46. № 2. С. 112–120. https://doi.org/10.31857/S0131164620020101
  11. Рощина Л.В., Гладченко Д.А., Пивоварова Е.А., Челноков А.А. Эффект длительной электрической стимуляции спинного мозга на проявления нереципрокного торможения α-мотонейронов скелетных мышц человека // Вестн. РУДН. Сер. Мед. 2019. Т. 23. № 4. С. 390–396. https://doi.org/10.22363/2313-0245-2019-23-4-390-396
  12. Савенкова А.А., Сарана А.М., Щербак С.Г., Герасименко Ю.П., Мошонкина Т.Р. Неинвазивная электрическая стимуляция спинного мозга в комплексной реабилитации больных со спинномозговой травмой // Вопр. курорт., физиотерапии и лечеб. физ. культуры. 2019. Т. 96. № 5. С. 11–18. https://doi.org/10.17116/kurort20199605111
  13. Столбков Ю.К., Герасименко Ю.П. Пластические изменения, индуцированные двигательной активностью, при повреждениях спинного мозга // Успехи физиол. наук. 2022. Т. 53. № 4. С. 27–39. https://doi.org/10.31857/S0301179822040063
  14. Челноков А.А., Рощина Л.В., Гладченко Д.А. и др. Эффект чрескожной электрической стимуляции спинного мозга на функциональную активность спинального торможения в системе мышц-синергистов голени у человека // Физиол. человека. 2022. Т. 48. № 2. С. 14–27. https://doi.org/10.31857/S0131164622020035
  15. Челноков А.А., Городничев Р.М. Возрастные особенности формирования спинального торможения скелетных мышц у лиц мужского пола // Физиол. чел. 2015. Т. 41. № 6. С. 86. https://doi.org/10.7868/S0131164615060028
  16. Челноков А.А., Городничев Р.М. Закономерности формирования спинального торможения у человека // Москва. ИНФРА-М, 2020. 192 с. https://doi.org/10.12737/1039428
  17. Agarwal G.C., Gottlieb G.L. The Muscle Silent Period and Reciprocal Inhibition in Man // J Neurol., Neurosurg., and Psychiatry. 1972. V. 35. № 1. P. 72–76. https://doi.org/10.1136/jnnp.35.1.72
  18. Alston W., Angel R.W., Fink F.S., Hofmann W.W. Motor activity following the silent period in human muscle // J Physiol. 1967. V. 190. № 1. Р. 189–202. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1967.sp008201
  19. Armstrong S.A., Herr M.J. Physiology Nociception // S.A. Armstrong, – Treasure Island (FL): StatPearls Publishing 2022. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK551562/ (дата обращения:02.05.2024).
  20. Barrué-Belou S., Marque P., Duclay J. Supraspinal Control of Recurrent Inhibition during Anisometric Contractions // Med Sci Sports Exerc. 2019. V. 51. № 11. P. 2357–2365. https://doi.org/10.1249/MSS.0000000000002042
  21. Barrue-Belou S., Marque P., Duclay J. Recurrent inhibition is higher in eccentric compared to isometric and concentric maximal voluntary contractions // Acta Physiol. 2018. V. 223. № 4. 13064. https://doi.org/10.1111/apha.13064
  22. Baudry S., Duchateau J. Age-related influence of vision and proprioception on Ia presynaptic inhibition in soleus muscle during upright stance // J. Physiol. 2012. V. 590. № 21. P. 5541–5554. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2012.228932
  23. Bikmullina R., Baumer T., Zittel S., Munchau A. Sensory afferent inhibition within and between limbs in humans // Clin. Neurophysiol. 2009. V. 120. № 3. P. 610–618. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2008.12.003
  24. Bikmullina R.Kh., Rozental' N., Pleshchinskii I.N. Inhibitory systems of the spinal cord in the control of interactions of functionally coupled muscles // Hum. Physiol. 2007. V. 33. № 1. P. 105–115. https://doi.org/10.1134/S0362119707010173
  25. Bringman C.L., Shields R.K., DeJong S.L. Corticospinal modulation of vibration-induced H-reflex depression // Exp Brain Res. 2022. V. 240. № 3. P. 803–812. https://doi.org/10.1007/s00221-022-06306-w .
  26. Bussel B., Pierrot-Deseilligny E. Inhibition of human motoneurones, probably of Renshaw origin, elicited by an orthodromic motor discharge // J. Physiol. (Lond.). 1977. V. 269. P. 319–339. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1977.sp011904
  27. Chelnokov A.A., Gladchenko D.A., Fedorov S.A., Gorodnichev R.M. Age-related parameters of spinal inhibition of skeletal muscles in regulation of voluntary movements in men // Hum. Physiol. 2017. V. 43. № 1. P. 28–36. https://doi.org/10.1134/S0362119716060062
  28. Chelnokov A.A., Buchatskaya I.N. Funcitonal features spinal inhibition during voluntary motor activity // Theory and Practice of Physical Culture. 2015. № 6. С. 1–4.
  29. Comitato A., Bardoni R. Presynaptic Inhibition of Pain and Touch in the Spinal Cord: From Receptors to Circuits. Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. № 1. P. 414. https://doi.org/10.3390/ijms22010414
  30. Côté M.P., Murray L.M., Knikou M. Spinal Control of Locomotion: Individual Neurons, Their Circuits and Functions // Front Physiol. 2018. V. 25. № 9. P. 784. https://doi.org/10.3389/fphys.2018.00784
  31. Crone C., Nielsen J. Spinal mechanisms in man contributing to reciprocal inhibition during voluntary dorsiflexion of the foot // J. Physiol. 1989b. V. 416. P. 255–272. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1989.sp017759
  32. Dlamini M. Spinal cord pathways // South Afr J Anaesth Analg. 2020. V. 26. P. 40–44. https://doi.org/10.36303/SAJAA.2020.26.6.S3.2535
  33. Dragert K., Zehr E.P. Differential modulation of reciprocal inhibition in ankle muscles during rhythmic arm cycling // Neurosci Lett. 2013. V. 534. P. 269–73. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2012.11.038
  34. Drew T., Marigold D.S. Taking the next step: cortical contributions to the control of locomotion // Curr. Opin. Neurobiol. 2015. V. 33. P. 25–33. https://doi.org/10.1016/j.conb.2015.01.011
  35. Dubuc R., Brocard F., Antri M. et al. Initiation of locomotion in lampreys // Brain Res Rev. 2008. V. 57. № 1. Р. 172–182. https://doi.org/10.1016/j.brainresrev.2007.07.016
  36. Duchateau J., Enoka R.M. Neural control of lengthening contractions // J Exp Biol. 2016. V. 219. № 2. Р. 197–204. https://doi.org/10.1242/jeb.123158
  37. Duysens J., Pearson K.G. Inhibition of flexor burst generation by loading ankle extensor muscles in walking cats // Brain Res. 1980. V. 187. № 2. P. 321–332. https://doi.org/10.1016/0006-8993(80)90206-1
  38. Eccles J.C., Fatt P., Landgren S. The central pathway for the direct inhibitory action of impulses in the largest afferent nerve fibers to muscle // J. Neurophysiol. 1956. V. 19. P. 75–98. https://doi.org/10.1152/jn.1956.19.1.75
  39. Eguibar J.R., Quevedo J., Jiménez I., Rudomin P. Selective cortical control of information flow through different intraspinal collaterals of the same muscle afferent fiber // Brain Res. 1994. V. 643. P. 328–333. https://doi.org/10.1016/0006-8993(94)90042-6
  40. Faist M., Dietz V., Pierrot-Deseilligny E. Modulation, probably presynaptic in origin, of monosynaptic Ia excitation during human gait // Exp Brain Res. 1996. V. 109. № 3. Р. 441–449. https://doi.org/10.1007/BF00229628
  41. Faist M., Hoefer C., Hodapp M. et al. In humans Ib facilitation depends on locomotion while suppression of Ib inhibition requires loading // Brain Res. 2006. V. 1076. P. 87–92. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2005.12.069
  42. Frank K.A., Fuortes M. Presynaptic and postsynaptic inhibition of monosynaptic reflexes // Federat Proc. 1957. V. 16. P. 39. https://doi.org/10.1136/jnnp.49.8.937
  43. Fujito Y., Aoki M. Monosynaptic rubrospinal projections to distal forelimb motoneurons in the cat // Exp. Brain Res. 1995. V. 105. № 2. P. 181. https://doi.org/10.1007/BF00240954
  44. Fung J., Barbeau H. Effects of cutaneomuscular stimulation on the soleus H-reflex in normal and spastic paretic subjects during walking and standing // J. Neuriphysiol. 1994. V. 72. № 5. P. 2090–2104. https://doi.org/10.1152/jn.1994.72.5.2090
  45. Gervasio S., Voigt M., Kersting U.G. et al. Sensory Feedback in Interlimb Coordination: Contralateral Afferent Contribution to the Short-Latency Crossed Response during Human Walking // PLoS ONE. 2017. V. 12. № 1. 0168557. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0168557
  46. Gladchenko D.A., Roshchina L.V., Bogdanov S.M., Chelnokov A.A. Effect of transcutaneous electrical spinal cord stimulation on the functional activity of reciprocal and presynaptic inhibition in healthy subjects // RusOMJ. 2022. V. 11. № 3. P. 302. https://doi.org/10.15275/rusomj.2022.0302
  47. Goulart F., Valls-Sole J. Reciprocal changes of excitability between tibialis anterior and soleus during the sat-to-stand movement // Exp Brain Res. 2001. V. 139. № 4. P. 391. https://doi.org/10.1007/s002210100771
  48. Goulding M., Bourane S., Garcia-Campmany L., Dalet A., Koch S. Inhibition downunder: An update from the spinal cord // Curr Opin Neurobiol. 2014. V. 26. P. 161–166. https://doi.org/10.1016/j.conb.2014.03.006
  49. Grillner S., Robertson B. The basal ganglia downstream control of brainstem motor centres – an evolutionarily conserved strategy // Curr. Opin. Neurobiol. 2015. V. 33. P. 47–52. https://doi.org/10.1016/j.conb.2015.01.019
  50. Grosprêtre S., Duclay A., Martin S. Assessment of Homonymous Recurrent Inhibition during Voluntary Contraction by Conditioning Nerve Stimulation // PLoS ONE. 2016. V. 11. № 11. 0167062. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0167062
  51. Guo D., Hu J. Spinal presynaptic inhibition in pain control // Neurosci. V. 283. P. 95–106. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2014.09.032
  52. Guzmán-López J., Costa J., Selvi A. et al. The effects of transcranial magnetic stimulation on vibratory-induced presynaptic inhibition of the soleus H reflex // Exp Brain Res. 2012. V. 220. № 3–4. P. 223–230. https://doi.org/10.1007/s00221-012-3131-7
  53. Hanna-Boutros B., Sangari S., Giboin L.S. et al. Corticospinal and reciprocal inhibition actions on human soleus motoneuron activity during standing and walking // Physiol Rep. 2015. V. 3. № 2. 12276. https://doi.org/10.14814/phy2.12276
  54. Haridas C., Zehr E.P. Coordinated interlimb compensatory responses to electrical stimulation of cutaneous nerves in the hand and foot during walking // J Neurophysiol. 2003. V. 90. № 5. Р. 2850–2861. https://doi.org/10.1152/jn.00531.2003
  55. Hirabayashi R., Edama M., Kojima S., Miyaguchi S., Onishi H. Effects of repetitive passive movement on ankle joint on spinal reciprocal inhibition // Exp Brain Res. 2019. V. 237. P. 3409–3417. https://doi.org/10.1007/s00221-019-05689-7
  56. Hirabayashi R., Edama M., Kojima S., Miyaguchi S., Onishi H. Enhancement of spinal reciprocal inhibition depends on the movement speed and range of repetitive passive movement // Eur J. Neurosci. 2020. V. 52. № 8. P. 3929–3943. https://doi.org/10.1111/ejn.14855
  57. Hirabayashi R., Kojima S., Edama M., Onishi H. Activation of the Supplementary Motor Areas Enhances Spinal Reciprocal Inhibition in Healthy Individuals // Brain Sci. 2020. V. 10. № 9. P. 587. https://doi.org/10.3390/brainsci10090587
  58. Hultborn H., Meunier S., Morin C., Pierrot-Deseilligny E. Assessing changes in presynaptic inhibition of Ia fibres: a study in man and the cat // J. Physiol. 1987. V. 389. P. 729–756. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1987.sp016680
  59. Iles J.F. Seeking functions for spinal recurrent inhibition // J. Physiol. 2008. V. 586. № 24. P. 5843. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2008.165373
  60. Iles J.F., Ali A., Pardoe J. Task-related changes of transmission in the pathway of heteronymous spinal recurrent inhibition from soleus to quadriceps motor neurones in man // Brain. 2000. V. 123. P. 2264–2272. https://doi.org/10.1093/brain/123.11.2264
  61. Iles J.F., Baderin R., Tanner R., Simon A. Human standing and walking: comparison of the effects of stimulation of the vestibular system // Exp Brain Res. 2007. V. 178. P. 151–166. https://doi.org/10.1007/s00221-006-0721-2
  62. Iles J.F., Stokes M., Young A. Reflex actions of knee joint afferents during contraction of the human quadriceps // Clin. Physiol. 1990. V. 10. P. 489–500. https://doi.org/10.1111/j.1475-097x.1990.tb00828.x
  63. Islam M.A., Pulverenti T.S., Knikou M. Neuronal Actions of Transspinal Stimulation on Locomotor Networks and Reflex Excitability During Walking in Humans With and Without Spinal Cord Injury // Front. Hum. Neurosci. 2021. V. 15. е620414. https://doi.org/10.3389/fnhum.2021.620414
  64. Jankowska E. Basic principles of processing of afferent information by spinal interneurons. J Neurophysiol. 2022. V. 128. № 3. P. 689–695. https://doi.org/10.1152/jn.00344.2022
  65. Jankowska E. Interneuronal relay in spinal pathways from proprioceptors // Prog. Neurobiol. 1992. V. 38. Р. 335–378. https://doi.org/10.1016/0301-0082(92)90024-9
  66. Jankowska E. Spinal interneurons, in Neuroscience in the 21st Century, eds D.W. Pfaff and N.D. Volkow. New York, Springer Science+Business Media. 2016a. Р. 1189–1224. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-3474-4_34
  67. Jankowska E. Spinal reflexes, in Neuroscience in the 21 Century, eds D.W. Pfaff and N.D. Volkow. New York, NY: Springer Science+Business Media. 2016b. Р. 1599–1621. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-3474-4_50
  68. Jankowska E., Edgley S.A. Functional subdivision of feline spinal interneurons in reflex pathways from group Ib and II muscle afferents; an update // Eur J Neurosci. 2010. V. 32. № 6. P. 881–893. https://doi.org/10.1111/j.1460-9568.2010.07354.x
  69. Jessop T., De Paola A., Casaletto L., Englard C., Knikou M. Short-term plasticity of human spinal inhibitory circuits after isometric and isotonic ankle training // Eur J Appl Physiol. 2013. V. 113. № 2. P. 273–284. https://doi.org/10.1007/s00421-012-2438-1
  70. Katz R., Pierrot-Deseilligny E. Recurrent inhibition in humans // Prog. Neurobiol. 1998. V. 57. P. 325–355. https://doi.org/10.1016/s0301-0082(98)00056-2
  71. Kitano K., Tsuruike M., Robertson C.T., Koceja D.M. Effects of a complex balance task on soleus H-reflex and presynaptic inhibition in humans // Electromyogr Clin Neurophysiol. 2009. V. 49. № 5. P. 235–243. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19694211/ (дата обращения: 02.05.2024)
  72. Knikou M. Plantar cutaneous afferents normalize the reflex modulation patterns during stepping in chronic human spinal cord injury // J. Neurophysiology. 2010. V. 103. № 3. Р. 1304. https://doi.org/10.1152/jn.00880.2009
  73. Knikou M. Plasticity of corticospinal neural control after locomotor training in human spinal cord injury // Neural Plast. 2012. V. 2012. 254948. https://doi.org/10.1155/2012/254948
  74. Knikou M., Smith A.C., Mummidisetty C.K. Locomotor training improves reciprocal and nonreciprocal inhibitory control of soleus motoneurons in human spinal cord injury // J Neurophysiol. 2015. V. 113. № 7. P. 2447–2460. https://doi.org/10.1152/jn.00872.2014
  75. Knikou M., Mummidisetty C.K. Locomotor training improves premotoneuronal control after chronic spinal cord injury // J Neurophysiol. 2014. V. 111. № 11. P. 2264–2275. https://doi.org/10.1152/jn.00871.2013
  76. Koch S.C. Motor task-selective spinal sensorimotor interneurons in mammalian circuits // Curr. Opin. Physiol. 2019. V. 8. P. 129–135. https://doi.org/10.1016/j.cophys.2019.01.014
  77. Krotov V., Agashkov K., Romanenko S. et al. Elucidating afferent-driven presynaptic inhibition of primary afferent input to spinal laminae I and X // Front. Cell. Neurosci. 2022. V. 16. P. 1029799 https://doi.org/10.3389/fncel.2022.1029799
  78. Krotov V., Agashkov K., Krasniakova M. Segmental and descending control of primary afferent input to the spinal lamina X // J. Pain. 2022. V. 163. № 10. P. 2014–2020. https://doi.org/10.1097/j.pain.0000000000002597
  79. Kubota S., Hirano M., Morishita T., Uehara K., Funase K. Patterned sensory nerve stimulation enhances the reactivity of spinal Ia inhibitory interneurons // Neuroreport. 2015. V. 26. № 5. P. 249–253. https://doi.org/10.1097/WNR.0000000000000335
  80. Kubota S., Uehara K., Morishita T., Hirano M., Funase K. Inter-individual variation in reciprocal Ia inhibition is dependent on the descending volleys delivered from corticospinal neurons to Ia interneurons // J Electromyogr Kinesiol. 2014. V. 24. № 1. P. 46–51. https://doi.org/10.1016/j.jelekin.2013.11.004
  81. Labrecque C., Bélanger M. The effects of low intensity cutaneous stimulation on the H-reflex modulation during static and dinamic cycling movements // Dept de Kinanthropologie Society for neurosciens abstracts. 1994. V. 20. № 715. Р. 7.
  82. Lamy J.C., Iglesias C., Lackmy A. et al. Modulation of recurrent inhibition from knee extensors to ankle motoneurones during human walking // J. Physiol. 2008. V. 586. № 24. P. 5931–5946. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2008.160630
  83. Lemon R.N. Descending pathways in motor control // Annu. Rev. Neurosci. 2008. V. 31. Р. 195–218. https://doi.org/10.1146/annurev.neuro.31.060407.125547
  84. Lopez A.J., Xu J., Hoque M.M. et al. Integration of Convergent Sensorimotor Inputs Within Spinal Reflex Circuits in Healthy Adults // Front. Hum. Neurosci. 2020. V. 14. 592013. https://doi.org/10.3389/fnhum.2020.592013
  85. Löscher W.N., Cresswell A.G., Thorstensson A. Recurrent inhibition of soleus α-motoneurons during a sustained submaximal plantar flexion // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1996. V. 101. P 334–338. https://doi.org/10.1016/0924-980x(96)95670-2
  86. Madsen L.P., Kitano K., Koceja D.M., Zehr E.P., Docherty C.L. Modulation of cutaneous reflexes during sidestepping in adult humans // Exp. Brain Res. 2020. V. 238. № 10. P. 2229–2243. https://doi.org/10.1007/s00221-020-05877-w
  87. Marchand-Pauvert V., Nielsen J.B. Modulation of heteronymous reflexes from ankle dorsiflexors to hamstring muscles during human walking // Exp. Brain Res. 2002. V. 142. № 3. Р. 402–408. https://doi.org/10.1007/s00221-001-0942-3
  88. Marque P., Nicolas G., Simonetta-Moreau M., Pierrot-Deseilligny E., Marchand-Pauvert V. Group II excitations from plantar foot muscles to human leg and thigh motoneurones // Exp. Brain Res. 2005. V. 161. P. 486–501. https://doi.org/10.1007/s00221-004-2096-6
  89. Matsugi A., Mori N., Uehara S. et al. Effect of cerebellar transcranial magnetic stimulation on soleus Ia presynaptic and reciprocal inhibition // Neuroreport. 2015. V. 26. № 3. P. 139–143. https://doi.org/10.1097/WNR.0000000000000315
  90. Matthews P.B.C. The human stretch reflex and the motor cortex // Trends Neurosci. 1991. V. 14. P. 87–121. https://doi.org/10.1016/0166-2236(91)90064-2
  91. Mazzocchio R., Rossi A., Rothwell J.C. Depression of Renshaw recurrent inhibition by activation of corticospinal fibres in human upper and lower limb // J Physiol. 1994. V. 481. P. 487–98. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1994.sp020457
  92. Meunier S. Modulation by corticospinal volleys of presynaptic inhibition to Ia afferents in man // J Physiol Paris. 1999. V. 93. № 4. Р. 387–394. https://doi.org/10.1016/s0928-4257(00)80066-2
  93. Meunier S., Pierrot-Deseilligny E. Gating of the afferent volley of the monosynaptic stretch reflex during movement in man // J. Physiol. (Lond.). 1989. V. 419. P. 753–763. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1989.sp017896
  94. Mummidisetty C.K., Smith A.C., Knikou M. Modulation of reciprocal and presynaptic inhibition during robotic-assisted stepping in humans // Clin. Neurophysiol. 2013. V. 124. P. 557–564. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2012.09.007
  95. Mynark R.G. Modulation of Renshaw cell activity from supine to standing // Int. J. Neurosci. 2005. V. 115. P. 35–46. https://doi.org/10.1080/00207450490512632
  96. Nakagawa K., Kakehata G., Kaneko N. et al. Reciprocal inhibition of the thigh muscles in humans: A study using transcutaneous spinal cord stimulation // Physiol. Rep. 2024. V. 12. № 9. 16039. https://doi.org/10.14814/phy2.16039
  97. Nichols TR. Distributed force feedback in the spinal cord and the regulation of limb mechanics // J. Neurophysiol. 2018. V. 119. № 3. P. 1186–1200. https://doi.org/10.1152/jn.00216.2017
  98. Nielsen J., Pierrot-Deseilligny E. Evidence of facilitation of soleus-coupled Renshaw cell during voluntary co-contraction of antagonist ankle muscles in man // J. Physiol. (Lond). 1996. P. 603–611. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1996.sp021407
  99. Özyurt M.G., Piotrkiewicz M., Topkara B., Weisskircher H.W., Türker K.S. Motor units as tools to evaluate profile of human Renshaw inhibition // J Physiol. 2019. V. 597. № 8. P. 2185–2199. https://doi.org/10.1113/JP277129
  100. Papitsa A., Paizis C., Papaiordanidou M., Martin A. Specific modulation of presynaptic and recurrent inhibition of the soleus muscle during lengthening and shortening submaximal and maximal contractions // J Appl Physiol. 2022. V. 133. № 6. P. 1327–1340. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00065.2022
  101. Perez M.A., Lungholt B.K., Nielsen J.B. Presynaptic control of group Ia afferents in relation to acquisition of a visuo-motor skill in healthy humans // J Physiol. 2005. V. 568. № 1. P. 343–54. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2005.089904
  102. Pierrot-Deseilligny E. Assessing changes in presynaptic inhibition of Ia afferents during movement in humans // J Neurosci Methods. 1997. V. 74. № 2. Р. 189–199. https://doi.org/10.1016/s0165-0270(97)02249-8
  103. Pierrot-Deseilligny E., Bergego C., Katz R. Reversal in cutaneous control of Ib pathways during human voluntary contraction // Brain Res. 1982. V. 233. № 2. P. 400–403. https://doi.org/10.1016/0006-8993(82)91213-6
  104. Pierrot-Deseilligny E., Burke D. The Circuitry of the Human Spinal Cord: Spinal and Corticospinal Mechanisms of Movement. Cambridge University Press. United States. 2012. 606 р.
  105. Pierrot-Deseilligny E., Katz R., Morin C. Evidence for Ib inhibition in human subjects // Brain Res. 1979. V. 166. P. 176–179. https://doi.org/10.1016/0006-8993(79)90660-7
  106. Pierrot-Deseilligny E., Morin C., Bergego C., Tankov N. Pattern of group I fibre projections from ankle flexor and extensor muscle in man // Exp Brain Res. 1981. V. 42. P. 337–350. https://doi.org/10.1007/BF00237499
  107. Ramírez-Morales A., Hernández E., Rudomin P. Nociception induces a differential presynaptic modulation of the synaptic efficacy of nociceptive and proprioceptive joint afferents // Exp. Brain Res. 2021. V. 239. P. 2375–2397. https://doi.org/10.1007/s00221-021-06140-6
  108. Renshaw B. Influence of discharge of motoneurons upon excitation of neighboring motoneurons // J. Neurophysiol. 1941. V. 4. Р. 167. https://doi.org/10.1152/jn.1941.4.2.167
  109. Rossi A., Decchi B. Changes in Ib heteronymous inhibition to soleus motoneurons during cutaneous and muscle nociceptive stimulation in humans // Brain Res. 1997. V. 774. P. 55–61. https://doi.org/10.1016/s0006-8993(97)81687-3
  110. Rossi A., Decchi B., Ginanneschi F. Presynaptic excitability changes of group Ia fibres to muscle nociceptive stimulation in humans // Brain Res. 1999. V. 818. № 1. P. 12–22. https://doi.org/10.1016/s0006-8993(98)01253-0
  111. Rossi A., Mazzocchio R. Cutaneous control of group I pathways from ankle flexors to extensors in man // Exp. Brain Res. 1988. V. 73. № 1. P. 8–14. https://doi.org/10.1007/BF00279655
  112. Rossi A., Mazzocchio R. Influence of different static head-body positions on spinal lumbar interneurons in man: the role of the vestibular system // ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec. 1988. V. 50. № 2. P. 119–126. https://doi.org/10.1159/000275979
  113. Rossi A., Mazzocchio R., Decchi B. Effect of chemically activated fine muscle afferents on spinal recurrent inhibition in humans // Clin. Neurophysiol. 2003. V. 114. № 2. P. 279–287. https://doi.org/10.1016/s1388-2457(02)00334-6
  114. Rossignol S., Dubuc R., Gossard J.P. Dynamic sensorimotor interactions in locomotion // Physiol Rev. 2006. V. 86. № 1. Р. 89–154. https://doi.org/10.1152/physrev.00028.2005
  115. Rudomin P. In search of lost presynaptic inhibi-tion // Exp. Brain Res. 2009. V. 196. P. 139–151. https://doi.org/10.1007/s00221-009-1758-9
  116. Rudomin P. Selectivity of the central control of sensory information in the mammalian spinal cord // Adv. Exp. Med. Biol. 2002. V. 508. P. 157–170. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-0713-0_19
  117. Rudomin P., Lomelí J., Quevedo J. Differential modulation of primary afferent depolarization of segmental and ascending intraspinal collaterals of single muscle afferents in the cat spinal cord // Exp. Brain Res. 2004. V. 156. P. 377–391. https://doi.org/10.1007/s00221-003-1788-7
  118. Schieppati M., Nardone A. Group II spindle afferent fibers in humans: their possible role in the reflex control of stance // Prog. Brain Res. 1999. V. 123. Р. 461–472. https://doi.org/10.1016/s0079-6123(08)62882-4
  119. Sengupta M., Bagnall M.W. Spinal Interneurons: Diversity and Connectivity in Motor Control // Annu Rev Neurosci. 2023. V. 46. P. 79–99. https://doi.org/10.1146/annurev-neuro-083122-025325
  120. Smit A.C., Knikou M.A. Review on Locomotor Training after Spinal Cord Injury: Reorganization of Spinal Neuronal Circuits and Recovery of Motor Function // Neural. Plasticity. 2016. V. 2016. Р. 20. https://doi.org/10.1155/2016/1216258
  121. Stachowski N.J., Dougherty K.J. Spinal Inhibitory Interneurons: Gatekeepers of Sensorimotor Pathways // Int. J. Mol Sci. 2021. V. 22. № 5. P. 2667. https://doi.org/10.3390/ijms22052667
  122. Stephens M.J., Yang J.F. Short-latency, non-reciprocal group I inhibition is reduced during the stance phase on walking humans // Brain Res. 1996. V. 743. № 1–2. P. 24–31. https://doi.org/10.1016/s0006-8993(96)00977-8
  123. Suzuki S., Nakajima T., Futatsubashi G. et al. Phase-dependent reversal of the crossed conditioning effect on the soleus Hoffmann reflex from cutaneous afferents during walking in humans // Exp Brain Res. 2016. V. 234. № 2. Р. 617–626. https://doi.org/10.1007/s00221-015-4463-x
  124. Takakusaki K. Functional Neuroanatomy for Posture and Gait Control // J. Mov. Disord. 2017. V. 10. № 1. P. 1–17. https://doi.org/10.14802/jmd.16062
  125. Willis W.D. John Eccles’ studies of spinal cord presynaptic inhibition // Prog Neurobiol. 2006. V. 78. P. 189–214. https://doi.org/10.1016/j.pneurobio.2006.02.007
  126. Windhorst U. Muscle proprioceptive feedback and spinal networks // Brain Res Bull. 2007. V. 73. № 4–6. P. 155–202. https://doi.org/10.1016/j.brainresbull.2007.03.010
  127. Yavuz U.S., Negro F., Diedrichs R. Reciprocal inhibition between motor neurons of the tibialis anterior and triceps surae in humans // J Neurophysiol. 2018. V. 119. P. 1699–1706. https://doi.org/10.1152/jn.00424.2017
  128. Zavvarian M.-M., Hong J., Fehlings M.G. The Functional Role of Spinal Interneurons Following Traumatic Spinal Cord Injury // Front. Cell. Neurosci. 2020. V. 14. P. 127. https://doi.org/10.3389/fncel.2020.00127
  129. Zehr E.P. Considerations for use of the Hoffmann reflex in exercise studies // Eur. J. Appl. Physiol. 2002. V. 86. P. 455–468. https://doi.org/10.1007/s00421-002-0577-5

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема основных тормозных интернейрональных сетей спинного мозга, включающих дисинаптическое реципрокное торможение, возвратное торможение, нереципрокное торможение и пресинаптическое торможение. Пояснения: Ia и Ib – афферентные волокна группы I; α – эфферентное волокно мотонейрона; МН – α-мотонейроны мышц-экстензоров и флексоров; ИН ПАД – тормозные интернейроны Ia первичной афферентной деполяризации (желтым цветом); ИН Ib – тормозные интернейроны Ib (зеленым цветом); ИН Ia – интернейроны реципрокного торможения (желтым цветом); КР – клетки Реншоу возвратного торможения (красным цветом); Пре- М1 – премоторная зона коры головного мозга; М1 – первичная моторная кора головного мозга.

Скачать (891KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025