ระบบสั่งการ หรือ ระบบมอเตอร์ (อังกฤษ: motor system) เป็นคำกว้าง ๆ ที่หมายถึงทั้งระบบประสาทกลางและโครงสร้างนอกระบบประสาทกลางซึ่งทำหน้าที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหว (motor functions) โดยกระตุ้นให้กล้ามเนื้อหดและคลายตัวซึ่งทำให้ร่างกายเคลื่อนไหว โครงสร้างนอกประสาทกลางอาจรวมกล้ามเนื้อโครงร่างและเส้นใยประสาทนำออก (efferent fiber) ที่ส่งไปยังกล้ามเนื้อ โครงสร้างในระบบประสาทกลางรวมทั้งเปลือกสมอง, ก้านสมอง, ไขสันหลัง, ระบบประสาทพีระมิด (ลำเส้นใยประสาทพีระมิด) รวมทั้งเซลล์ประสาทสั่งการบน (UMN), extrapyramidal system, สมองน้อย และเซลล์ประสาทสั่งการล่าง (LMN) ในก้านสมองและไขสันหลัง
ระบบประสาทที่มีหน้าที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหว
การทำงานของระบบประสาทสั่งการจะต้องอาศัยสมองหลายบริเวณเพื่อควบคุมและแปลผลให้เกิดการเคลื่อนไหว เช่น somatosensory cortex, supplementary motor area (SMA), premotor cortex, และ basal ganglia เป็นต้น ระบบประสาทที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวสามารถแบ่งออกเป็น 4 ระบบที่ทำงานร่วมกัน ระบบแรกอยู่ในเนื้อเทาของก้านสมองและไขสันหลัง เซลล์ที่เกี่ยวข้องอย่างแรกคือเซลล์ประสาทสั่งการล่าง (LMN) LMN ที่ก้านสมองส่งแอกซอนไปยังกล้ามเนื้อโครงร่างของศีรษะ และ LMN ที่ไขสันหลังส่งไปยังกล้ามเนื้อของร่างกาย เซลล์อย่างที่สองเป็นวงจรประสาทคือเครือข่ายอินเตอร์นิวรอนใกล้ ๆ LMN ซึ่งเป็นแหล่งกระแสประสาทที่ LMN ได้รับโดยหลัก การเริ่มและการควบคุมการเคลื่อนไหวของร่างกายของระบบประสาทจะต้องผ่าน LMN เป็นด่านสุดท้าย ส่วนวงจรประสาทใกล้ ๆ LMN ได้รับกระแสประสาททั้งจากเซลล์ประสาทรับความรู้สึกในระบบประสาทนอกส่วนกลางและจากส่วนต่าง ๆ ในสมอง รูปแบบการเชื่อมต่อกันของวงจรประสาททำให้ประสานการทำงานของกล้ามเนื้อต่าง ๆ ได้อย่างเป็นระเบียบ ในสัตว์ทดลอง แม้ถ้าตัดการเชื่อมต่อของไขสันหลังกับสมองแล้วกระตุ้นวงจรประสาทที่เหมาะสม ก็ยังทำให้สัตว์เคลื่อนไหว (นอกอำนาจจิตใจ) เหมือนกับเดินได้
ระบบที่สองเป็นเซลล์ประสาทสั่งการบน (UMN) ในก้านสมองและเปลือกสมอง ที่ส่งแอกซอนโดยมากไปยังวงจรประสาทใกล้ ๆ LMN และบางครั้งไปยัง LMN โดยตรง ซึ่งจำเป็นเพื่อเคลื่อนไหวร่างกายใต้อำนาจจิตใจและเมื่อต้องใช้ทักษะไม่ว่าจะโดยเวลาหรือโดยปริภูมิ UMN ในส่วนต่าง ๆ รวมทั้ง
- ในสมองกลีบหน้า
- ใน primary motor cortex (บริเวณบรอดมันน์ 4) และใน premotor cortex (โดยหลักบริเวณบรอดมันน์ 6) จำเป็นเพื่อวางแผน ริเริ่ม และจัดลำดับการเคลื่อนไหวศีรษะ ร่างกาย และแขนขา อนึ่ง บริเวณบรอดมันน์ 8 ในสมองกลีบหน้าก็ทำหน้าที่เช่นเดียวกันในการเคลื่อนไหวตาด้วย
- ใน inferior frontal gyrus ส่วนหลัง (posterior) โดยปกติในสมองซีกซ้าย ซึ่งเรียกว่า Broca's area หรือบริเวณบรอดมันน์ 44 และ 45 โดยเป็นส่วนของ premotor cortex เป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ในการพูด
- ใน anterior cingulate cortex UMN ที่บริเวณบรอดมันน์ 24 ควบคุมกล้ามเนื้อที่ใบหน้าเพื่อแสดงออกความรู้สึกและอารมณ์
- ในก้านสมอง UMN มีหน้าที่ควบคุมความตึงกล้ามเนื้อ ปรับแนวทิศทางตา ศีรษะ และร่างกายตามข้อมูลที่ได้จากระบบการทรงตัว ระบบรับความรู้สึกทางกาย ระบบการได้ยินและระบบการเห็น เป็นระบบที่ขาดไม่ได้ในการไปในที่ต่าง ๆ และในการควบคุมท่าทางและอากัปกิริยา
ระบบที่สามและสี่ไม่ได้ส่งแอกซอนโดยตรงไปยัง LMN หรือวงจรประสาทใกล้ ๆ มัน แต่มันมีอิทธิพลโดยอ้อมด้วยการปรับการทำงานของ UMN ในก้านสมองและเปลือกสมอง ระบบที่สามก็คือสมองน้อยซึ่งทำหน้าที่คล้ายกับระบบเซอร์โวให้แก่ UMN คือมันตรวจจับความแตกต่างระหว่างการเคลื่อนไหวจริง ๆ และการเคลื่อนไหวที่ต้องการ และส่งกระแสประสาทเพื่อลดความแตกต่างไปยัง UMN สมองน้อยทำหน้าที่เช่นนี้ทั้งในระยะสั้นและระยะยาว โดยอย่างหลังเรียกว่า motor learning คนไข้ที่สมองน้อยเสียหายมีปัญหาเคลื่อนไหวร่างกายทั้งโดยทิศทางและโดยความมากน้อยของการเคลื่อนไหว
ระบบที่สี่ก็คือ basal ganglia ซึ่งอยู่ในสมองส่วนหน้า มีหน้าที่ป้องกันไม่ให้ UMN ก่อการเคลื่อนไหวที่ไม่ต้องการ และเตรียมระบบประสาทสั่งการเพื่อเริ่มการเคลื่อนไหว คนไข้ที่สมองส่วนนี้มีปัญหาก็มีจะมีปัญหาการเคลื่อนไหว เช่น คนไข้โรคพาร์คินสันและโรคฮันติงตัน เป็นปัญหาเกี่ยวกับการเปลี่ยนการเคลื่อนไหวใต้อำนาจจิตใจรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง
ลำเส้นใยประสาทพีระมิด
ลำเส้นใยประสาทพีระมิด (pyramidal tract, pyramidal motor system) เริ่มจากศูนย์สั่งการในเปลือกสมอง ลำเส้นใยประสาทนี้มีทั้งเซลล์ประสาทสั่งการบน (UMN) และล่าง (LMN) กระแสประสาทเริ่มมาจากเซลล์พิระมิดขนาดใหญ่คือเซลล์เบ็ตซ์ภายในเปลือกสมองสั่งการ (motor cortex) ซึ่งก็คือส่วน precentral gyrus ของเปลือกสมอง เซลล์เหล่านี้จึงเป็นเซลล์ประสาทสั่งการบนของลำเส้นใยประสาทนี้ แอกซอนของเซลล์จะวิ่งผ่านใต้เปลือกสมองไปยัง corona radiata แล้วไปยัง internal capsule ผ่านสาขาด้านหลัง (posterior) ของ internal capsule ไปยังสมองส่วนกลางและก้านสมองส่วนท้าย (medulla oblongata)
ในส่วนล่างของก้านสมองส่วนท้าย เส้นใยประสาทเหล่านี้ 80–85% จะข้ามไขว้ทแยง (decussate) ไปยังอีกซีกหนึ่งของร่างกาย แล้วลงไปตามเนื้อขาวของ lateral funiculus ในไขสันหลัง ที่เหลือ 15–20% ลงไปตามเนื้อขาวซีกร่างกายเดียวกัน แต่ที่ส่งไปยังปลายแขนปลายขา 100% จะข้ามไปยังซีกตรงข้าม เส้นใยประสาทจะไปยุติที่เนื้อเทาในส่วนปีกหน้า (anterior horn) ของไขสันหลังในระดับต่าง ๆ เป็นส่วนที่มีเซลล์ประสาทสั่งการล่าง (LMN) ซึ่งส่งเส้นประสาทไปยังกล้ามเนื้อส่วนต่าง ๆ
Extrapyramidal system
extrapyramidal motor system ประกอบด้วยระบบที่ปรับและควบคุมกระแสประสาทที่ส่งไปยังกล้ามเนื้อ โดยเฉพาะ basal ganglia และสมองน้อย ในสาขากายวิภาคศาสตร์ extrapyramidal system เป็นเครือข่ายประสาทชีวภาพ เป็นส่วนของระบบสั่งการซึ่งก่อการเคลื่อนไหวเหนืออำนาจจิตใจ ระบบเรียกว่า "extrapyramidal" (นอกพิระมิด) เพื่อให้ต่างกับลำเส้นใยประสาทจากเปลือกสมองส่วนสั่งการ (motor cortex) ที่ส่งแอกซอนผ่านส่วน "พีระมิด" ของก้านสมองส่วนท้าย (medulla oblongata) วิถีประสาทพิรามิด (คือ corticospinal tract และ corticobulbar tract บางส่วน) อาจส่งเส้นประสาทไปยังเซลล์ประสาทสั่งการในไขสันหลังและในก้านสมองโดยตรง เทียบกับ extrapyramidal system ที่มีบทบาทในการปรับและควบคุมเซลล์ประสาทสั่งการโดยอ้อม
ดูเพิ่ม
เชิงอรรถ
- Purves, Dale; Augustine, George J; Fitzpatrick, David; Hall, William C; Lamantia, Anthony Samuel; Mooney, Richard D; Platt, Michael L; White, Leonard E, บ.ก. (2018). "Chapter 16 - Lower Motor Neuron Circuits and Motor Control". Neuroscience (6th ed.). Sinauer Associates. pp. 357–379. ISBN 9781605353807.
แหล่งข้อมูลอื่น
-
วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อเกี่ยวกับ ระบบประสาทสั่งการ
วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อเกี่ยวกับ