Basal Ganglia and The Regulation of Movement

Abstract

The basal ganglia (BG) is composed of several heavily interconnected nuclei at the base of the cerebrum. A series of anatomically distinct parallel circuits through the BG receive afferent projections from and project back to cortical regions that mediate skeletomotor, oculomotor, frontal associative, and limbic functions. All circuits share a common intrinsic organization captured largely by the heuristic model of direct and indirect pathways that link BG input stations to outputs. Activation of the direct pathway may facilitate movement whereas the indirect pathway may suppress movement. Neuromodulators such as dopamine have different effects on activity and synaptic plasticity in the two pathways. Clinical disorders that involve the BG are often associated with movement disorders. Although the actual roles of the BG in the control of movement are still actively debated, growing evidence suggests it acts as a reinforcement‐driven tutor for learning automatic behavioural routines. Key concepts The BG is organized as anatomically segregated loop circuits that contribute to the control of movement, cognition and motivation. All BG circuits share a common basic organization. Input projections from cortex and thalamus terminate as excitatory synapses in the striatum and subthalamic nucleus. Output projections tonically inhibit target neurons in thalamic and brainstem nuclei. Direct and indirect pathways connect input and output nuclei of the BG. Activation of the direct pathway facilitates movement whereas activation of the indirect pathway suppresses movement. A variety of neuromodulators, such as dopamine, affect the activity of neurons in the direct and indirect pathways differently. Most BG‐related clinical conditions (e.g. Parkinson disease) arise from imbalanced activation of direct and indirect pathways and involve abnormal discharge patterns in BG output neurons. BG circuits may regulate how an animal allocates time and effort to movements and actions and act as a tutor for new skill learning.

In vivo NMR studies of regional cerebral energetics in MPTP model of Parkinson's disease: recovery of cerebral metabolism with acute levodopa treatment

“…The loss of dopaminergic neurons in the SNc results in diminished level of dopamine (DA) in the putamen of the dorsolateral striatum which leads to dysfunction of cortico‐basal ganglio‐thalamo‐cortical pathway in brain. The proper functioning of this pathway is critically important for the control of movement (Alexander ; Turner ). Clinical manifestations of PD include cardinal symptoms such as bradykinesia, resting tremors and muscular rigidity (Obeso et al .…”

Προαγωγή Της Υγείας Με Διατροφική Παρέμβαση Και Χορο/Κινησιοθεραπεία Σε Ασθενείς Με Ψυχογενή Νοσήματα

“…Οι εγκεφαλικές περιοχές που εμπλέκονται στο σωματοαισθητηριακό σύστημα είναι η συμπληρωματική κινητική περιοχή, η κινητική περιοχή του προσαγωγίου, ο ραχιαίος προκινητικός και προμετωπιαίος φλοιός και η παρεγκεφαλίδα, καθώς επίσης σωματοαισθητικοί υποδοχείς, προσαγωγείς και συναφείς νευρώνες (Haslinger et al, 2004). κινητική, οφθαλμο-κινητική, σχετική μετωπιαία και λιμπική λειτουργία και λαμβάνουν μηνύματα (Turner, 2009). Συμμετέχουν στον κινητικό συντονισμό καθώς εμπλέκονται σε νευρωνικά δίκτυα που επεκτείνονται από τον κινητικό νεοφλοιό έως το εγκεφαλικό00 στέλεχος (Diamond, 2001).…”

“…Έχουν αναγνωρισθεί έως δύο κυκλώματα λειτουργίας των βασικών γαγγλίων. Το ιεραρχικό μοντέλο άμεσης οδού κινητικής διευκόλυνσης /διεγερτικό και αυτό της έμμεσης οδού για κινητική καταστολή/ ανασταλτικό (Turner, 2009). Οι νευροδιαβιβαστές (όπως π.χ.…”

“…Οι νευροδιαβιβαστές (όπως π.χ. η DA) που εμπλέκονται σε αυτά τα δύο κυκλώματα επιδρούν συχνά με διαφορετικό τρόπο σε έκαστο (Turner, 2009). Όλα τα νευρωνικά δίκτυα των βασικών γαγγλίων μοιράζονται κοινή δομική οργάνωση.…”

“…Όλα τα νευρωνικά δίκτυα των βασικών γαγγλίων μοιράζονται κοινή δομική οργάνωση. Στα βασικά γάγγλια προσάγουν πληροφορίες από τον εγκεφαλικό φλοιό, υποφλοιϊκές και λιμπικές περιοχές και προεκβάλλουν νευρωνικές απολήξεις τους στον θάλαμο και το εγκεφαλικό στέλεχος ρυθμίζοντας την τονική αναστολή συγκεκριμένων νευρώνων στόχων των 2 αυτών περιοχών (Turner, 2009). Τα βασικά γάγγλια συμβάλλουν στον έλεγχο της κίνησης, της νόησης και της παρακίνησης (συναισθηματικής και μη) για μάθηση (Turner, 2009).…”