Строение человека мышечная система: «Мышечная система. Строение мышцы как органа»

Содержание

2.5. Строение и функции мышечной системы человека

2.5.1. Строение и основные свойства мышечной ткани

Мышцы тела человека
образованы в основном мышечной тканью,
состоящей из мышечных клеток. Различают
гладкую и поперечнополосатую мышечную
ткань. Гладкая
мышечная ткань образует
гладкую мускулатуру, которая входит в
состав некоторых внутренних органов,
а поперечнополосатая
образует
скелетные мышцы. Общим свойством мышечной
ткани является ее возбудимость,
проводимость и сократимость (способность
сокращаться).

Поперечнополосатая
мышечная ткань отличается от
гладкой более
высокой возбудимостью, проводимостью
и сократимостью. Клетки поперечнополосатой
мускулатуры имеют
очень малый диаметр и большую длину (до
10–12
см).
В связи с
этим их называют
волокнами.

В состав мышечных
волокон входит большое количество еще
более тонких волоконец – миофибрилл,
которые, в свою
очередь, состоят из тончайших нитей –
протофибрилл.
Протофибриллы –
это сократительный аппарат мышечной
клетки, они представляют собой
специальные
сократительные белки миозин
и актин.
Механизм
мышечных сокращений представляет собой
сложный процесс физических и химических
превращений, протекающий в мышечном
волокне при обязательном участии
сократительного аппарата.
Запуск этого механизма
осуществляется
нервным импульсом, а энергия для процесса
сокращения поставляется аденозинтрифосфорной
кислотой (АТФ). В этой связи особенностью
строения мышечных волокон является
также большое количество митохондрий,
обеспечивающих мышечное волокно
необходимой энергией.
Расслабление мышечного волокна, по
предположению многих ученых, осуществляется
пассивно, благодаря эластичности
мембраны и внутримышечной соединительной
ткани.

2.5.2. Строение, форма и классификация скелетных мышц

Анатомической
единицей самой активной части мышечной
системы человека скелетной, или
поперечно-полосатой,
мускулатуры является скелетная мышца.
Скелетная
мышца –
это орган,
образованный поперечно-полосатой
мышечной тканью и содержащий, кроме
того, соединительную
ткань, нервы и сосуды.

Каждая мышца или
группа мышц окружена своеобразным
«футляром» из
соединительной ткани – фасцией. На
поперечном срезе мышцы легко различаются
скопления мышечных
волокон (пучки), также окруженные
соединительной
тканью.

Во внешнем строении мышцы различают
сухожильную головку, соответствующую
началу мышцы, брюшко мышцы, или тело,
образованное мышечными волокнами, и
сухожильный конец мышцы, или хвост, с
помощью которого мышца прикрепляется
к другой кости. Обычно хвост мышцы
является подвижной точкой прикрепления,
а начало неподвижной. В процессе движение
их функции могут меняться: подвижные
точки становятся неподвижными и наоборот.

Помимо указанных выше основных компонентов
скелетной мышцы существуют различные
вспомогательные образования, способствующие
оптимальному осуществлению движений.

Форма мышц
очень разнообразна и в значительной
степени зависит от функционального
назначения мышцы. Различают длинные,
короткие, широкие, ромбовидные, квадратные,
трапециевидные и другие мышцы. Если
мышца имеет одну головку, ее называют
простой, если две или больше – сложной
(например, двуглавая, трехглавая и
четырехглавая мышца).

Мышцы могут иметь
две или несколько срединных частей,
например, прямая мышца живота; несколько
концевых частей,
например, сгибатель пальцев кисти имеет
четыре сухожильных
хвоста.

Важным морфологическим признаком
является расположение
мышечных волокон. Различают
параллельное, косое, поперечное и
круговое расположение волокон (у
сфинктеров). Если при косом расположении
мышечных волокон они присоединяются
только с одной стороны сухожилиями,
то мышцы называют одноперистыми, если
с двух сторон – то двуперистыми.

Функционально мышцы
можно разделить на сгибатели и разгибатели,
вращатели
кнаружи (супинаторы) и вращатели
кнутри
(пронаторы),
приводящие мышцы и отводящие. Выделяют
также мышцы-синергисты и
мышцы-антагонисты. Первые образуют
группу мышц, содружественно выполняющих
какое-либо движение, сокращение вторых
вызывает противоположные
движения.

По месту
расположения мышц,
т. е. по их
топографо-анатомическому
признаку, выделяют мышцы спины, груди,
живота, головы,
шеи, верхних и нижних конечностей.
Всего анатомы различают 327 парных
скелетных мышц и 2 непарных.
Все вместе они в среднем составляют
около 40% массы
тела человека (рис. 2.6, 2.7).

Мышцы человеческого тела | NORTHWAY Вильнюс

Тело человека состоит из различных групп мышц. Мы должны быть благодарны нашим мышцам за возможность дышать, двигаться, жевать, видеть, разговаривать, смеяться, плакать и делать еще множество других вещей. Побеседуем подробнее на эту тему с семейным врачом, доктором медицинских наук Астой Маставичюте из медицинского центра Northway.

Что такое мышцы?
Движение – это основное свойство живых организмов, а мышцы тела играют самую главную роль. Движение, в независимости от его амплитуды, является характерной функцией организма, которое осуществляется с помощью сокращения и расслабления мышц. Мышцы составляют около 40% массы тела мужчин и около 23% массы тела женщин. Если мышцы оценивать с точки зрения единого целого, то они являются самым большим образованием из всех внутренних органов тела человека. Не будь у нас мышц, было бы сложно сделать что-либо. Абсолютно все, что мы осознаем разумом, выражено в движении мышц. Любое движение совершается, благодаря передаче нервных импульсов в мышечное волокно. Вместе с нервной системой мышцы потребляют наибольшее количество энергии тела, поскольку выполняют механическую работу. Мышечная масса на 70-80% состоит из воды, на 17-21% из белков и на 3-4% из других веществ.

Самая большая мышца – это широкая мышца спины, самая крепкая – жевательная или челюстная мышца, а к наиболее активным относится глазная мышца.

Какие бывают типы мышц?

В теле каждого здорового человека есть около 850 мышц, но большинство людей, говоря о мышцах, думают лишь о тех, которые можно увидеть. Например, многие из нас знают, что в руках есть бицепсы.

Мышцы подразделяют на три типа: поперечнополосатые, гладкие мышцы и сердечные поперечнополосатые мышцы. Мышцы различных типов выполняют разные функции: поперечнополосатые мышцы связаны с активным движением человека и зависят от воли человека. Это мышцы, которые мы видим и чувствуем. Культуристы, стремящиеся нарастить мышечную массу, тренируют именно эти мышцы. Все мышцы тела работают в паре. Мышцы, которые при сокращении выполняют движение в одном направлении, называются синергистами, а те, которые совершают движения в обратном направлении – антагонистами. Работа мышц зависит от координированной работы мышц-синергистов и антагонистов, которую регулирует нервная система. Поперечнополосатые мышцы двигаются по воле человека, посылая сознательный сигнал в мозг. Эти сигналы передаются по соматическим нервам. Поперечнополосатые мышцы крепятся с помощью суставов и связок, и поэтому человек может двигаться. Гладкие мышцы путем сокращений помогают выполнять такие «внутренние» функции человека, как пищеварение, дыхание, удаление и т.д. Гладкие мышцы выполняют различные движения внутренних органов, и расположены, как правило, в стенках таких органов, включая и стенки кровеносных сосудов. Гладкие мышцы двигаются непроизвольно, повинуясь автоматическим импульсам, исходящим из центральной нервной системы и посылаемым через вегетативную нервную систему, не думая об этом сознательно. Гладкие мышцы присутствуют в стенках внутренних органов: кровеносных сосудах, кишечнике, бронхах, в коже, глазах и пр. Функция сердечной мышцы практически не зависит от воли человека. Сердечная мышца присутствует только в сердце, а ее основными свойствами являются выносливость и последовательность. Это одна из самых сильных мышц у человека, безустанно качающая кровь и обеспечивающая весь организм жизненно важным кислородом и питательными веществами.

Какие функции выполняют мышцы? Мышцы, как и автомобили, состоят из множества мелких компонентов – деталей, работающих вместе и зависящих друг от друга, и не дающих пользы по отдельности. Основной структурной единицей мышц является мышечная клетка, или иначе говоря, мышечное волокно. Мышечные волокна образуют мышечные ткани, формируя целую мышцу, а их количество зависит от размера мышцы и выполняемой функции. Мышцы выполняют следующие функции: поддерживают тело и внутренние органы, дают возможность двигаться телу, его отдельным частям и органам, защищают внутренние органы. Мышцы напрягаются вокруг поврежденного (перегруженного) участка тела, так защищая ее от еще больших нагрузок. Около 70% боли в теле исходит от мышц и связок. Мышцы принимают участие в кровотоке. Сокращаясь, мышцы толкают кровь по венам вверх, в сторону сердца. Работающие мышцы выделяют тепло, которое помогает поддерживать температуру тела.

Что вызывает мышечные спазмы?

Как правило, мышечные спазмы вызывает чрезмерная нагрузка, растяжение, ушиб или разрыв мышц, возникшие в результате различных травм. Боль охватывает конкретные мышцы в одной области. Она начинается во время нагрузки или сразу после нее. Как правило, бывает понятно, какая деятельность вызывает мышечную боль. Мышечная боль также является признаком заболевания всего организма, например, при различных вирусных заболеваниях (включая грипп), неполноценного питания, которое влияет на соединительные ткани всего организма. К наиболее распространенным причинам мышечной боли относятся:

напряжение или стресс;
чрезмерное напряжение: слишком интенсивное, частое или неподходящее использование мышц;
ушиб или травма;
неправильная осанка;
употребление лекарств;
инфекции или воспаления;
аутоиммунные или ревматоидные заболевания.

При какой мышечной боли стоит забеспокоиться и обратиться к врачу?

Степень мышечной боли может меняться от несильной до невыносимой, даже в независимости от заболевания. Если мышечная боль не связана с другим заболеванием и длится более 2-3 дней, в таком случае нужно обратиться к врачу. Это очень важно еще и в том случае, если вокруг мышцы наблюдается отек, покраснение, она вызывает боль при прикосновении, в ней ощущается тепло или даже жар. Общее правило заключается в том, что, если болят мышцы и температура держится более двух-трех дней, необходимо проконсультироваться с врачом.

В чем заключается профилактика мышечной боли?

Для предупреждения возникновения мышечной боли или травм необходимо чаще заниматься спортом, делать разминку перед тренировками, а после тренировок дать мышцам остыть. Перед и после тренировки рекомендуется сделать упражнения на растяжку мышц. После разминки, физическую нагрузку надо увеличивать постепенно, шаг за шагом. Делая физическую работу или тренируясь, не стоит делать резких и быстрых движений. Тем, кто большую часть дня проводит в одном положении (например, сидя за компьютером), рекомендуется делать перерывы и упражнения на растяжку. Кроме того, необходимо избегать резких изменений температуры и сквозняков.

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АНАТОМИЯ МЫШЕЧНОЙ СИСТЕМЫ | СГИБАТЕЛИ БЕДРА

Загрузка…

МЫШЦЫ НИЖНЕЙ КОНЕЧНОСТИ — СГИБАТЕЛИ БЕДРА

Мышцы нижней конечности производят движения в тазобедренном, коленном, голеностопном суставах и суставах стопы.

Мышцы, производящие движения в тазобедренном суставе

В тазобедренном суставе можно производить следующие движения:

сгибание и разгибание, т. е. движение вперед и назад;
отведение и приведение;
пронацию и супинацию;
круговое движение (циркумдукцию).

При закреплении бедра или всей ноги мышцы производят движения таза: вперед, назад, в стороны и повороты вправо и влево.

Сгибание бедра

К мышцам, производящим сгибание бедра в тазобедренном суставе, относятся:

подвздошно-поясничная;
портняжная;
мышца-напрягатель широкой фасции;
гребенчатая;
прямая мышца бедра.

1. Подвздошно—поясничная мышца состоит из трех частей: большой поясничной мышцы, подвздошной и малой поясничной мышцы.

Подвздошно—поясничная мышца:

Сгибает и супинирует бедро.
При фиксированном бедре сгибает позвоночный столб и таз по отношению к бедру.
Малая поясничная мышца натягивает фасцию таза.

2. Портняжная мышца — наиболее длинная мышца человеческого тела.

Портняжная мышца:

Сгибает и супинирует бедро.
Сгибает и пронирует голень.

3. Мышца-напрягаетель широкой фасции начинается от верхней передней подвздошной ости, идет вниз и несколько назад, между двумя листками широкой фасции, к которой и фиксируется. Продолжение сухожилия этой мышцы носит название подвздошно-большеберцового тракта, составляющего уплотненную часть широкой фасции бедра и прикрепляющегося на латеральном мыщелке большеберцовой кости.

Мышца-напрягаетель широкой фасции:

Сгибает, пронирует и отводит бедро.

4. Гребенчатая мышца расположена на передней поверхности бедра.

Гребенчатая мышца:

Приводит, сгибает и супинирует бедро.
Помогает наклонить таз вперед.

5. Прямая мышца бедра является одной из головок четырехглавой мышцы бедра.

Прямая мышца бедра:

— только сгибает бедро.

Участие всех названных мышц в сгибании бедра неодинаково:

Основная роль в этом движении принадлежит подвздошно-поясничной мышце. В связи с отдаленным от сустава местом начала и сравнительно близким местом прикрепления даже небольшое ее напряжение вызывает сгибание с большой амплитудой.
Действие прямой мышцы бедра и портняжной мышцы может проявиться тогда, когда точка приложения силы будет на большеберцовой кости при фиксированной голени.
Сгибательная функция гребенчатой мышцы проявляется более отчетливо, когда ее приводящая функция блокируется напряжением отводящих мышц.

ИСТОЧНИКИ:

Анатомия человека (с основами динамической и спортивной морфологии): Учебник для институтов физической культуры. — Изд. 14-е. / Под. ред. Б. А. Никитюка, АА. Гладышевой, В. Ф. Судзиловского. — М.: Спорт, 2018. — 624 с., ил.

Мышечная система. Строение и функции мышц

Мышечная система. Строение и функции мышц

О мышцах человека

Сколько всего мышц?

Мышцы человека

Мышцы связывают все части скелета;
Приводят их в движение;
В мышцах происходит превращение химической энергии в механическую и тепловую

Функциональное деление мышц

Произвольные мышцы

Непроизвольные мышцы

Скелетные мышцы

Стенки внутренних органов и кровеносных сосудов

Мышцы внутренних органов

Мышцы сердца

Скелетные мышцы

Мышцы внутренних органов

Мышцы, образующие стенки кровеносных сосудов и внутренних органов

Мышцы сердца

Поперечно-полосатая мышечная ткань

Строение скелетных мышц

Основу мышцы составляют пучки волокон , образованные поперечно-полосатой мышечной тканью;
Внутри волокна расположены сократительные нити – миофибриллы;
Каждый пучок покрыт пленкой из соединительной ткани;
А вся мышца оболочкой — фасцией;
В мышце находятся кровеносные и лимфатические сосуды, нервы;
К костям мышцы крепятся с помощью сухожилий .

Гладкая мышечной ткани

Органы, образованные гладкой мышечной тканью

Сердечная мышца

Состоит из коротких переплетенных волокон, способных поддерживать ритмичные движения

Мышцы сгибатели и разгибатели

Скелетные мышцы прикрепляются к двум костям.
При сокращении мышцы укорачиваются, становятся толще, кости сближаются.
Затем мышца расслабляется и принимает прежние размеры

(См. Электронное приложение)

Мышечная координация

РАБОТА МЫШЦ

Статическая

работа мышц

(в удерживании частей тела в определенном положении, сохранении позы, удержание груза)

Динамическая работа мышц

(перемещение тела, груза в пространстве )

Утомление при мышечной работе

Утомление – временное снижение

работоспособности организма.

Вызвано торможением нервных центров.

Иван Михайлович Сеченов (1829 – 1905).

Работоспособность мышц зависит и от величины нагрузки: чем больше нагрузка, тем скорее развивается утомление.

Биологическое исследование

Выполните задание «Мои биологические исследования» с. 53 учебника

Динамические нагрузки умеренной интенсивности на открытом воздухе (прогулка, ходьба, бег, плавание) улучшают приток питательных веществ и кислорода к мышцам, оказывают оздоровительное влияние на весь организм

Гиподинамия – снижение физических нагрузок

И.М.Сеченов доказал, что восстановление работоспособности утомленных мышц правой руки происходит быстрее, если в период отдыха производить работу левой рукой.
Такой отдых был назван активным.

Регуляция деятельности мышц

Сокращение мышц происходит рефлекторно.

Непроизвольные рефлексы

Произвольные рефлексы

Рецепторы кожи, мышц — ч.н.- ЦНС- д.н. — мышца

Регулируются головным мозгом

Мышца сокращается

Высшие двигательные центры находятся в коре больших полушарий

Тетрадь -тренажер

С.28 –задания 4,5

Домашнее задание

Параграф 19;
Вопросы с.53

Сборник 3D атласов по анатомии человека

Изучение анатомии человека бескомпромиссно необходимо для понимания медицины, как комплексной отрасли. В этом сборнике 3D атласов собраны лучшие мобильные программы, доступные для смартфонов, планшетов и настольных компьютеров и направленные на изучение этой сложной дисциплины по новым методикам.

Содержание сборника:

Anatomy Learning — 3D анатомический атлас
BoneBox™ — Skull Viewer (обзор черепа)
Muscle Anatomy Pro — 3D-модели мышц
Скелет. 3D Анатомия — мобильная программа
Анатомия — 3D Атлас
Visual Anatomy Free — интерактивный атлас анатомии человека
Osseous System 3D (анатомия) — виртуальная модель скелета
Muscular System 3D (anatomy) — мобильная программа
3D внутренние органы (Анатомия) — мобильная программа
BioDigital Human — 3D Anatomy (3D анатомия)
Anatomyka — Interactive 3D Human Анатомии (интерактивная 3Д анатомия человека)
Complete Anatomy 2020 — iOS программа
Human body (male) VR 3D — мужская анатомическая модель
Virtual Human Body — модель человеческого тела
Корпорис — Анатомия человека по-русски
Orca Health — анатомическое 3Д-приложение
Organs Anatomy Pro — спланхнология в 3D
3D Muscle Anatomy — мышцы и кости в 3D
3D Organon Anatomy — Skeleton, Bones, and Ligaments (скелет, кости и связки)
Human Anatomy Atlas 2021 — виртуальное пособие по анатомии
Muscle Premium — мышцы 3D
Sharecare YOU — атлас для настольного компьютера

Anatomy Learning — 3D анатомический атлас

Эта программа представляет собой интерактивный, 3D-атлас анатомии человека, доступный для андроид-устройств.

Особенности:

Вы можете поворачивать модели на любые углы и увеличивать и уменьшать масштаб, удалить структуры на поверхности чтобы раскрыть анатомические структуры скрытые под ними.
3D викторины местоположения, чтобы проверить свои знания
Включение/выключение различных систем анатомии
Доступны как мужские, так и женские репродуктивные системы
Поддержка испанского, французского, немецкого, польского, русского, португальского, китайского и японского языков.

Содержание:

Костная система
Связки
Суставы
Мускулатура
Кровообращение (артерии, вены и сердце)
Центральная нервная система
Периферическая нервная система
Органы чувств
Дыхательная система
Пищеварительный система
Мочевая система
Репродуктивная система ( как мужская, так и женская)

Скачивание — бесплатное, но в приложении предусмотрены покупки.

Android

BoneBox™ — Skull Viewer (обзор черепа)

«BoneBox™ — Skull Viewer» — программа для изучения строения черепа человека в 3D-режиме.

Функционал направлен на предоставление подробных анатомических моделей черепа с уникальными интерактивными элементами. Это приложение разработано командой анатомов, сертифицированных медицинских иллюстраторов, аниматоров и программистов, использующих данные реальных КТ-изображений и передовые методы 3D моделирования.

Взаимодействие с «BoneBox™ — Skull Viewer» происходит в реальном времени. В отличие от других анатомических приложений и программ, в ней нет пред-игровых кадров или анимаций. Таким образом, пользователь может управлять 3D-моделью черепа для изучения анатомических структур.

Особенности:

Выбор варианта просмотра.
Пользователь может изменять сагиттальный, корональный и поперечные срезы черепа. Благодаря цветовой кодировке отдельных элементов можно легко изучить строение черепа.
Цветовые значки.
При включении цветной маркировкой, пользователь может изучать названия и расположение более 100 анатомических структур, в том числе: кости, отверстия и видные анатомические особенности. Отметки остаются на экране в точном расположении на протяжении всего взаимодействия с моделью.
Карандаш.
Рисование разноцветными кистями позволяет пользователю оставлять обозначения прямо на поверхности 3D-модели черепа, что может пригодиться в учебном процессе.
Сохранение пользовательских настроек.
Возможность сохранения и загрузки настроек, установленных пользователем.
Выбора фона.
Пользователь может выбрать фоновый цвет моделей.

Язык контента — английский. Скачивание — бесплатное.

Android iOS

Muscle Anatomy Pro — 3D-модели мышц

«Muscle Anatomy Pro» — приложение для изучения анатомию мышц, которое позволяет вращать на 360 °, зумировать и перемещаться вокруг их реалистичной 3D-модели.

Программа предоставляет возможность просмотреть рентген-проэкцию, делать заметки на моделях и прослушивать произношение названий для всех анатомических терминов. Пользователь может выбрать отдельно каждую мышцу в отдельности, чтобы узнать о ней соответствующую информацию.

Приложение может быть большим подспорьем для студентов-медиков или тех, кто должен изучить анатомию в деталях, благодаря высококачественной графике и особенностям интрефейса.

Функции:

Простая навигация — 360 ° вращение, масштабирование и панорамирование.
Выбор режима «рентген».
Анимационный режим.
Поиск.
Аудио произношение всех терминов по анатомии.
Информационная панель.
Дружественный интерфейс.
Высокореалистичные 3D-модели мужчины и женщины.

Язык контента — английский. Скачивание — бесплатное, но в приложении присутствуют покупки.

Android

Скелет. 3D Анатомия — мобильная программа

«Скелет. 3D Анатомия» – это атлас анатомии нового поколения в 3D, в котором вы найдете интерактивные и очень подробные анатомические модели!

Вся костная система была реконструирована в 3D, вы можете вращать и приближать каждую модель, а также подробно рассматривать модели под любым углом.

При выборе моделей или значков вам будут показаны термины, относящиеся к любой специфической анатомической части, вы можете выбрать из 11 языков и показ терминов на двух языках одновременно.

«Скелет. 3D Анатомия» – это полезный инструмент для студентов, которые получают образование в сфере медицины и физической культуры, для терапевтов, ортопедов, физиотерапевтов, психотерапевтов, медработников, кинезиологов, медсестер и спортивные тренеров.

Очень подробные анатомические модели

Костная система — Верхняя конечность
Точное 3D-моделирование
Поверхность скелета с высоким разрешением текстур до стандарта 4K

Простой и понятный интерфейс

Вращайте и приближайте каждую модель в трехмерном пространстве
Разделение по районам для понятной и быстрой визуализации каждой структуры
Возможность спрятать каждую кость по отдельности
Умное вращение, автоматически двигает центр вращения для более легкой навигации
Интерактивный значок позволяет визуализировать термин, который имеет отношение к каждой анатомической детали
Скрыть / Показать интерфейс, идеально подходит для использования на смартфонах
Описания костей (происхождение, действие), на английском

В бесплатной версии доступны 3D анатомические модели черепа и верхних конечностей.

Android iOS

Анатомия — 3D Атлас

«Мышцы. Скелет — 3D Атлас анатомии» – это атлас анатомии нового поколения в 3D, в котором вы найдете интерактивные и очень подробные анатомические модели!

Вся костно-мышечная система была реконструирована в 3D, вы можете вращать и приближать каждую модель, а также подробно рассматривать модели под любым углом.

«Мышцы. Скелет — 3D Атлас анатомии» – это полезный инструмент для студентов, которые получают образование в сфере медицины и физической культуры, для терапевтов, ортопедов, физиотерапевтов, психотерапевтов, медработников, кинезиологов, медсестер и спортивные тренеров.

Очень подробные анатомические модели

Костная система — Верхняя конечность
Мышечная система — Верхняя конечность
Точное 3D-моделирование
Поверхность скелета с высоким разрешением текстур до стандарта 4K

Простой и понятный интерфейс

Вращайте и приближайте каждую модель в трехмерном пространстве
Разделение по районам для понятной и быстрой визуализации каждой структуры
Мышцы сгруппированы по слоям, от поверхностных до самых глубоких
Визуализация мышечных слоев в нескольких или одной режиме
Возможность спрятать каждую кость или мышцу по отдельности
Функция фильтра для того, чтобы скрыть или отобразить каждую систему
Умное вращение, автоматически двигает центр вращения для более легкой навигации
Интерактивный значок позволяет визуализировать термин, который имеет отношение к каждой анатомической детали
Скрыть / Показать интерфейс, идеально подходит для использования на смартфонах
Описания мышц (происхождение, вставка, иннервации, действие)

В бесплатной версии доступны 3D анатомические модели черепа и верхних конечностей. Язык контента — русский.

Android iOS

Visual Anatomy Free — интерактивный атлас анатомии человека

«Visual Anatomy Free» — интерактивный справочник по анатомии человека.

Он содержит информацию о всех системах тела и имеет более 500 функциональных, интерактивных зон. Каждая зона имеет свое собственное название и описание.

Это приложение предназначено как дополнение к изучению анатомии в медицине и биологии. Загрузка — бесплатная, язык контента — английский.

Android iOS

Osseous System 3D (анатомия) — виртуальная модель скелета

Программа показывает трехмерную модель костной системы человека, с её подробным описанием.

Возможности программы:

Кроссплатформенность
Большой выбор языков
Возможность скрыть или отобразить информацию
Переключение между мужскими и женскими «видами»
Постоянные обновления
Возможность увеличивать, вращать 3D модели
Выделенная кость будет показана в другом цвете
Очень подробные описания

Это приложение предназначено как дополнение к изучению анатомии в медицине и биологии. Загрузка — бесплатная.

Android iOS

Muscular System 3D (anatomy) — мобильная программа

Эта программа показывает трехмерные модели мышечной системы человека и описание каждой мышцы отдельно.

При нажатии на изображение мышцы, приложение сразу покажет информацию о ней.

Возможности программы:

Кроссплатформенность.
Большой выбор языков.
Возможность скрыть или отобразить информацию.
Постоянные обновления.
Возможность увеличивать, вращать 3D модели.
Выделенная мышца будет показано в другом цвете.
Очень подробные описания.

iOS Windows Phone

3D внутренние органы (Анатомия) — мобильная программа

Программа показывает 3D модель внутренних органов человеческого тела, с подробным пояснением каждого из них.

Возможности программы:

Кроссплатформенность.
Большой выбор языков.
Возможность скрыть или отобразить информацию.
Переключение между мужскими и женскими «видами».
Постоянные обновления.
Возможность увеличивать, вращать 3D модели.
Выделенный орган будет показано в другом цвете.
Очень подробные описания.

Android iOS Windows Phone

BioDigital Human — 3D Anatomy (3D анатомия)

«BioDigital Human — 3D Anatomy» представляет собой виртуальную платформу, состоящую из наиболее полного набора 3D-моделей человеческого тела.

В руках пользователя оказывается боле тысячи очень детализированных, точных изображений анатомических особенностей Homo sapiens.

Особенности приложения:

Масштабирование, панорамирование и вращение моделей.
Возможность выбрать и «рассекать» объекты.
Интерактивное 3D-моделирование.
Поиск по объектам.
Возможность добавлять или удалять слои.
Переключение между режимами просмотра: стандарт, рентген и изоляция.
Возможность прочитать подробные описания во время просмотра и взаимодействия с объектами.
Реализована фукнция сделать скриншот с аннотациями.
Выбираемые мужские и женские модели.

Содержание:

Скелетная система.
Пищеварительная система.
Мочеполовая система.
Репродуктивная система (мужская и женская).
Дыхательная система.
Эндокринная система.
Нервная система.
Сердечно-сосудистая система.
Лимфатическая система.
Мышечная система.
Покровная система.

Программа будет полезной для студентов медицинских и биологических вузов, станет отличным дополнением к учебнику или атласу по анатомии. Язык контента — английский. Возможность скачать — бесплатная, но в приложении присутствуют покупки.

iOS

Anatomyka — Interactive 3D Human Anatomy (интерактивная 3Д анатомия человека)

Изучайте костную систему с описаниями, клиническими заметками и общей информацией о более чем 3000 элементов с поверхностями и отверстиями, включая надлежащую организационную иерархию, используя все интерактивные инструменты.

Визуальные возможности приложения выводят изучение анатомии человека на совершенно новый уровень.
Рядом с каждым органом и структурой имеются описательные метки, взятые из анатомического ресурса «Memorix Anatomy», предназначенные для понимания и являются отличным образовательным инструментом.

Особенности приложения.

Режим обучения. Яркая трехмерная карта с цветовой кодировкой позволяет пользователям просматривать текстуры в высоком разрешении, сопровождаемые информативными описаниями.
Стили: выбирайте разные тем для лучшего визуального восприятия (классическая, темная и стиль мультфильма).
Расцветка: установите свой собственный цвет для органов, структур или систем для более эффективного запоминания.
Ярлыки: создавайте ярлыки и прикрепляйте их к разным частям тела. Метки автоматически выделяют название и цвет органа и отлично подходят для создания анатомических плакатов.
Удобный интерфейс: масштабирование, поворот, раскраска, выделение, скрытие и затухание всех анатомических структур.
Множественный выбор: возможность выбрать несколько органов одновременно
Рисование и добавление изображений: настройка визуальных элементов путем рисования или вставки изображений.
Поиск: поиск терминов в «библиотеке терминов» Анатомики.
Функция поделиться: Делитесь своими работами прямо из интерфейса программы.

Анатомические системы:

Каждая анатомическая система сопровождается подробной информацией о ее структуре, включая информацию об органах с клиническими заметками и общим описанием.
Скелетная система — Список ориентиров прикрепляется непосредственно к соответствующим костям с описанием, визуализированными отверстиями, правильным произношением звука и классификацией.
Мышцы — Мышцы сортируются по группам и содержат описание происхождения, иннервации, вставки и функции.
Суставы — список суставов, содержащий описание с типом, формой, суставной головкой и ямкой, капсулой, связками и движениями.

Язык контента — английский. Скачивание — бесплатное, если вы хотите увидеть описания мышц и суставов, вы можете попробовать 5-дневную пробную версию.

Android iOS

Complete Anatomy 2020 — iOS программа

Самые передовые и самые совершенные 3D-модели анатомии в мире, а также платформа обмена информацией с беспрецедентными инструментами для совместной работы и обучения.

Приложение позволяет Изучать самую подробную 3D-модель анатомии человека, когда-либо создаваемую, с использованием многоуровневых, анатомически точных текстур.

Загрузите приложение бесплатно и зарегистрируйтесь, чтобы получить доступ к магазину курсов: уроки по анатомическим темам, созданные экспертами по предмету.

Откройте для себя курсы «Бакалавриат» по курсу «Анатомия человека», разработанные для того, чтобы быстро и просто дать Вам лучшее понимание анатомических структур. Все Ваши курсы доступны на всех устройствах, поэтому Вы можете учиться, где бы Вы ни находились.

Приобретите полную версию «Anatomy Upgrade», чтобы получить доступ к полной 3D-модели для Вашего обучения по 12 системам человеческого организма (скелетная, соединительно-тканная, мышечная, артериальная, венозная, лимфатическая, нервная, респираторная, пищеварительная, эндокринная, мочеполовая и когнитивная)

В бесплатной версии доступен 3-х дневный, ознакомительный вариант.

iOS

Human body (male) VR 3D — мужская анатомическая модель

Приложение предоставляет возможность изучить анатомию человека в 3D-режиме, на Вашем портативном девайсе.

Программа представляет ценность для студентов медицинских и биологических вузов при изучении строения нашего тела.

Использование и навигация:

Вращать модель можно движениями пальца по экрану.
Увеличивать и уменьшать объект можно, раздвигая и сдвигая два пальца на экране.
Перемещать вид по экрану можно с помощью движения трёх пальцев.
В некоторых проекциях есть виртуальный джойстик, с помощью которого Вы можете совершить «прогулку» по объекту.
Благодаря всплывающему меню Вы можете изменить язык и другие настройки.
Открыть всплывающем меню Вы можете, коснувшись пальцами нижних углов.
Включить режим виртуальной реальности можно, кликнув на иконку очков в правом нижнем углу.
В режиме виртуальной реальности наклоном головы вправо или влево можно отобразить панель навигации. Чтобы включить и выключить движение во время прогулки нужно посмотреть вниз.

Весь контент доступен на разных языках (английский, русский, немецкий, испанский и т.д.).

Вы можете абсолютно бесплатно скачать и установить его на свой андроид-смартфон.

Android

Virtual Human Body — модель человеческого тела

Познайте анатомию человека с головы до ног и от кожи до костей с «Virtual Human Body».

Реалистичные модели человеческого тела в сочетании с анатомическим словарем в вашем смартфоне. Программа будет полезна для студента-медика и любого, кто интересуется анатомией.

«Virtual Human Body» включает в себя:

11 систем человеческого тела, изображеные в реалистичных моделях
Более 1000 анатомических структур с названием и определением
Текстовый поиск по базе данных
Возможность компоновать две системы таким образом, чтобы лучше визуализировать взаимосвязи между ними.

Приложение предлагает:

Три режима отображения
Комбинированные модели (позволяет отображать две системы одновременно)
Масштабирование объекта (позволяет увеличивать изображение до 16 раз от первоначального размера)
Инструмент «слой» (дает доступ к сечениям)
Разный угол обозрения
Удобная навигация (коснитесь красного маркера, чтобы получить доступ ко всей информации, связанные с анатомической структуре.

Язык контента — английский.

iOS $4.99

Корпорис — Анатомия человека по-русски

Новое приложение ждет вас, чтобы узнать о скелетно-мышечной системе человека.

Корпорис доступен для широкого спектра устройств и без проблем работает даже на самых старых.
На совместимых устройствах доступен модуль дополненной реальности, и вы можете видеть человеческие кости и мышцы с помощью этого инновационного метода.
Вы сразу увидите, что это приложение является уникальное на рынке, поскольку оно содержит различные данные об ориентации, такие как анатомические плоскости и оси.
Кроме того, вы можете изменить среду на 3D-сцене, чтобы сделать ее более подходящей для вашего использования.
Снимок экрана позволяет вам сделать снимки человеческого тела намного проще всего одной рукой, и вы можете поделиться ими с друзьями на ходу.

Вы можете манипулировать моделями всеми классическими методами:

Масштабирование щипком, скольжение и вращения.
Вращение доступно автоматически и вручную, чтобы иметь возможность регулировать его по своему усмотрению с минимальными усилиями.
Модели могут быть разделены на отдельные части, что позволяет лучше наблюдать каждую кость и мышцу. Кроме того, вы можете увидеть основные суставы человеческого тела.

Приложение доступно на 15 языках: английском, китайском упрощенном, китайском традиционном, корейском, японском, французском, индонезийском, испанском, португальском, русском, турецком, датском, немецком, итальянском и румынском. Язык выбирается автоматически в зависимости от настроек телефона. Загрузка — бесплатная.

Android

Orca Health — анатомическое 3Д-приложение

«Orca Health» является отличным образовательным приложением для изучения анатомии человека.

Оно упрощает понимание сложных медицинских терминов и понятий, благодаря использованию дополненной реальности с полностью интерактивными 3D-анатомическими моделями, которыми можно манипулировать прикосновением пальца.

Используя свой iPhone или iPad, Вы имеете возможность просматривать анатомию человеческого тела в интерактивном пространстве.

Вы можете перемещаться по объектам, приближаться или отдалятся от них. Функции программы помогут Вам лучше понять ориентацию анатомических особенностей, включая их размер по отношению к человеческому телу.

Программа также включает в себя несколько анимированных 3D-видеороликов и изображений, а также хирургическое и неоперационное лечение некоторых патологий. Кроме того добавлено много обучающих видеороликов по физической реабилитации, которые могут использоваться пациентами на пути к выздоровлению.

Бесплатная загрузка поставляется с образцом каждого фрагмента контента по различным анатомическим категориям.

Если вы хотите использовать больше, чем бесплатный образец контента, предлагаемый в приложении, вам необходимо будет подписаться на покупку через приложение.

Подписки поддерживают обновление контента и помогают обеспечить непрерывное получение информации, поскольку мы продолжаем обновлять приложение для удовлетворения меняющихся требований iOS.

Пользователи могут подписаться индивидуально на любую анатомическую категорию или на любую комбинацию из них.

Язык контента — английский.

iOS

Organs Anatomy Pro — спланхнология в 3D

«Organs Anatomy Pro» — приложение для изучения анатомии внутренних органов человека, которое позволяет взаимодействовать с их виртуальными 3D-моделями.

Мобильная программа предоставляет пользователям инновационное изучение спланхнологии, позволяя им выбирать рентгенологический вид, скрывать или показывать отдельные органы, а также делать заметки непосредственно на виртуальных объектах.

Функционал позволяет выбирать каждый орган по отдельности, чтобы просмотреть его название или прочитать соответствующую информацию о нём.

Это приложение может быть большим подспорьем для студентов-медиков и тех кто хочет подробно изучить анатомию внутренних органов человека, благодаря высококачественной графике и особенностям программы.

Функции:

Юзер-дружественный интерфейс.
Простая навигация — 360 ° вращение, масштабирование и панорамирование.
Выбор режима (Рентген или обычный вид).
Анимационный режим.
Поиск.
Аудио произношение всех терминов по анатомии.
Информационная панель.
Высокореалистичные модели обоих полов.

Язык контента — английский. Скачивание — бесплатное, но в приложении присутствуют покупки.

Android

3D Muscle Anatomy — мышцы и кости в 3D

Приложение «Johns Hopkins 3D Human Musculoskeletal» позволяет исследовать кости, мышцы и соединительную ткань в очень реалистичном формате на смартфоне или планшете.

Разработанное для изучения медицинской информации, приложение «3D Muscle Anatomy» идеально подходит для студентов, спортивных тренеров и врачей. Используйте эту интерактивную программу, чтобы активно изучать анатомию скелетно-мышечной системы, понимать основные движения мышц и настраивать визуальные ориентиры для объяснения повреждения или заболевания пациентам.

Возможности и функции:

Более 3000 анатомических объектов.
Полная скелетно-мышечная анатомия головы / шеи, туловища, верхних и нижних конечностей.
Анимация основных мышечных движений с отображением активных мышц.
Аннотации к костным ориентирам.
Викторины для проверки Ваших знаний.
Полная 3D-интерактивность, включая повороты, масштабирование и панорамирование ВСЕХ объектов.
Возможность добавить или удалить анатомические слои.
Функция рисования и комментирования непосредственно на модели с сохранением результатов.
Расширенные режимы просмотра для изучения отдельных объектов или в контексте с другими частями тела.
Подробные описания дополняют потрясающие, 3D-интерактивные, визуальные эффекты и анимации.

Язык интерфейса — английский. Платформа — ios.

iOS $4.99

3D Organon Anatomy — Skeleton, Bones, and Ligaments (скелет, кости и связки)

«3D Organon Anatomy — Skeleton, Bones и Ligaments» — многофункциональный, интерактивный, анатомический атлас скелетной системы и соединительных тканей человека, улучшенный с помощью описаний выбранных областей.

Это бесплатное приложение является частью полной версии комплекса — «3D Organon Anatomy», доступной для продажи в iOS. В полной версии вы можете изучить анатомию человека с более чем 4000 реалистичными анатомическими моделями/структурами.

Это решение «все-в-одном» для изучения клинической, топографической и системной анатомии. 3D-модели могут добавить важные познавательные посылы для понимания пространственной взаимосвязи между анатомическими структурами и особенностями, что приведет к успешному сохранению знаний.

Особенности программы:

Возможность визуализировать информацию с использованием новейших 3D-технологий.
Включенные структуры: скелетная система, связки, суставные капсулы, бурсы, хрящи и другие соединительные ткани.
Поворот, панорамирование и увеличение/уменьшение модели.
Возможность скрыть или показать выбранные структуры.
Реалистичный рентгеновский режим (функция «Fade others»).
Режимы «Single» и «multi-select».
Все признанные текстовые описания, созданыны профессорами анатомии.
Удивительная графическая графика высокой четкости для лучшего удобства пользователей.
Красивая симметрия разработанных органов и структур делает обучение легким и приятным.
Возможность сделать снимки с Вашего девайса для последующего изучения.

Язык приложения — английский.

iOS

Human Anatomy Atlas 2021 — виртуальное пособие по анатомии

«Human Anatomy Atlas 2019 Edition» — это справочное 3D-приложение по анатомии, созданное для медицинских студентов и преподавателей.

Программа включает в себя анатомические 3D-модели (как женские так и мужские), в которых присуствует выбор между разными уровнями изучения, от тканевого до органного.

Что вы получаете от «Human Anatomy Atlas 2019»?

Обширная библиотека контента, проверенная группой медицинских экспертов.
Возможность изучить тысячи трехмерных, анатомических структур в мужских и женских моделях.
Структурированные разделы по системам организма: нервная, скелетная, сердечно-сосудистая, мышечная, пищеварительная, мочеполовая, лимфатическая, эндокринная.
Изучение тканей и органов на уровне клеток.
Наблюдение за движениями мышц, демонстрируемыми во вращающихся, движущихся 3D-анимациях.
Энциклопедический справочный и учебный контент на 7 языках.
Подробные определения, латинские названия и английские произношения терминов.
Описания травм, болезней и патологий.
Банк с более 1000 экзаменационных тестов по анатомии.
Мощная поисковая система.
Возможность сохранять, комментировать и делиться визуальным контентом.
Используйте функцию «Tour» для создания потрясающих, визуальных презентации, имитирующих присутствие 3D-моделей в реальной жизни.

Язык приложения — английский.

iOS $24.99 Android $24.86

Muscle Premium — мышцы 3D

«Muscle Premium» – подробное справочное приложение с 3D-моделями мышечно-скелетных структур и функций, основными травмами и заболеваниями.

Интерактивное взаимодействие с 3D-моделями костей, связок, сумок и скелетных мышц с нервами и сосудистой системой. Узнайте о кровоснабжении, иннервации, местах прикрепления и точках вставки мышц, а также о поверхности крепления. Вращайте и изменяйте масштаб изображения 3D-анимаций общих сокращений мышц. Узнайте и поймите разницу между нормальной анатомией и основными травмами и заболеваниями в разделе патологической анатомии.

Погрузитесь в изучение мышечно-скелетной системы с доступом к:

3D-моделям костей, связок, сумок и скелетных мышц с кровоснабжением и иннервацией, местами прикрепления и точками вставки мышц.
В функционал включена мышечно-скелетная система мужского и женского организмов.
Узнайте подробную информацию о каждой скелетной мышце: кровоснабжение, иннервация, крепления и сокращения мышц.
Изучите взаимосвязь между сумками, связками, мышцами и костями.
Просматривайте движения мышц с помощью подвижных 3D-моделей.
Изучайте или показывайте нормальную анатомию, основные травмы и заболевания.

Мощная система поиска обеспечивает быстрый доступ к презентациям об отдельных мышцах, группах мышц и основных заболеваниях опорно-двигательного аппарата.

Найдите анатомическую структуру для изучения или демонстрации.
Делайте разрезы целой модели, изменяйте масштаб изображения участка или создавайте изображения, чтобы их сохранить или отправить другим пользователям.
Просматривайте аддукцию, пронацию, изгиб и многое другое под различными углами и с разным масштабом.
Просматривайте и обучайте основным мышечно-скелетным травмам и заболеваниям (шейный спондилез, синдром запястного канала, разрыв мышцы плечевого сустава, ишиас и многие другие).

Подробные определения, латинские термины и произношение на английском языке. Описание травм, заболеваний и патологий. Более 1000 контрольных вопросов для проверки знаний.

Контент в приложении — платный.

iOS $0.99

Sharecare YOU — атлас для настольного компьютера

Sharecare YOU — это полностью иммерсивная фотореалистичная симуляция человеческого тела, позволяющая каждому исследовать его удивительный функционал на все 360 градусов.

Хотите узнать информацию о конкретном органе? Одним нажатием кнопки перемещайтесь внутрь, визуализируйте его естественную функцию и погружайтесь глубже.

Хотите узнать еще больше? Просмотрите множество тегов и ярлыков по пути, чтобы получить еще больше информации и понимания. С легкостью настройте программу, чтобы лучше понимать физиологию и моделировать болезнь.

Sharecare YOU включает в себя:

Ваш контент — расширяющуюся библиотеку из более чем 40 различных сцен для изучения, включая анатомию, физиологию, условия и методы лечения
Информационные ярлыки
Полностью обновленный пользовательский интерфейс с уникальными интерактивными элементами управления
Растущая библиотека эксклюзивного видеоконтента

Язык контента — английский. Скачивание бесплатное, но в программе присутствует платный контент.

Windows Steam

Строение и функции мышц. | Презентация к уроку биологии (8 класс) по теме:

Урок биологии в 8 классе

Тема: Мышцы, их строение и функции.

Цель урока: выяснить особенности мышечной системы человека, связанные с вертикальным положением и трудом.

Задачи урока:

Раскрыть принцип расположения мышц по отношению к суставам; показать, что мышцы вместе с костями образуют рычаги
Дать элементарное понятие физиологии мышечного сокращения и утомления
Продолжить формирование умения сравнивать, анализировать, выделять главное. Воспитывать бережное отношение к своему здоровью

Формы организации учебной деятельности:

комбинированный урок

Приёмы деятельности учителя: эвристическая беседа, выполнение учебного рисунка на доске, организация работы с микроскопом и наглядными пособиями.

Оборудование:

демонстрационный материал: скелет человека, торс человека, таблицы «скелетные мышцы», мультимедийные комплекс, электронный микроскоп, микропрепараты «мышечные ткани», презентация «строение и функции мышечной ткани», фрагмент из кинофильма из серии «человек».

План урока:

Проверка материала, пройденного на последних двух уроках
Изучение нового материала

Строение скелетной мышцы
Лабораторная работа
Строение особенностей мышечной ткани и её свойства
Основные группы мышц их локализация и свойства (с/р с учебником)
Нервная регуляция мышечной деятельности

Закрепление

Мозговой штурм

Домашнее задание

Ход урока.

Проверка пройденного материала

Биологический диктант код (на экране)

Грудная клетка
Позвоночник
Скелет верхних конечностей
Мозговой отдел черепа
Пояс верхних конечностей
Скелет нижних конечностей
Лицевой отдел черепа
Пояс нижних конечностей

Отдел является стержнем, опорой для всего скелета
Отдел скелета, в который входят скуловые и новые кости
Отдел скелета, выполняющий защитные функции по отношению к головному мозгу
Отдел скелета, в который входят лучевые и плечевые кости
Отдел скелета, в который входят кости таза
Отдел является опорой для скелета верхних конечностей
Отдел скелета, в который входят бедренные кости
Отдел скелета, в который входят рёбра и грудина

Ответы: 1 – 2; 2-7; 3-4; 4-3; 5-8; 6-5; 7-6; 8-1.

Работа на доске:

Нарисовать строение сустава и раскрыть его функции
Указать на скелете несколько суставов, выполняющих различные движения
Наложить шину на предплечье своего товарища

Класс оценивает работу товарищей и если надо вносит коррективы.

Учитель ставит классу следующие вопросы:

Почему не рекомендуется ездить на жеребятах верхом?
Почему у человека при падении чаще всего бывает сломана малая берцовая кость?
Почему накладывают шину на два отдела, расположенных рядом с повреждённым?
Зачем под шину подкладывают мягкую подкладку?
Почему кости пожилых людей более подвержены переломам?
Какие свойства костей обеспечивают их прочность и сравнительную лёгкость?
При раскопках в кургане был обнаружен скелет. Как определить по остаткам скелета пол человека?

Изучение нового материала

Переходя к изучению нового материала, учитель обращает внимание на то, что движение в суставах производится мышцами.

Выступление ученика о работах Леонардо да Винчи (материал из презентации).

У женщин и мужчин неодинаковое процентное соотношение между тканями, слагающими их тела.

Мышечная ткань – женщины 35,8%; мужчины 41,8%.

Костная ткань — 15,1%; 15,9%.

В основу урока кладётся самостоятельная работа по изучению мышц с помощью таблиц и самонаблюдений учащихся. Работа носит, в некоторой степени, исследовательский характер, т.к. ученики сами выясняют некоторые вопросы, связанные с работой, развитием и расположением мышц человека.

Лабораторная работа .

Рассмотрите строение:

Поперечно-полосатой
Сердечной
Гладкой мышечной ткани

Сравните их строение

Какой вывод можно сделать (показ на экране через электронный микроскоп)

Учитель описывает внешнее строение мышцы, указывает, какими свойствами характеризуются мышечные ткани, что удлинённая форма мышечных волокон соответствует функции сократимости, но какое движение вызывает мышца, зависит ещё от её формы и место прикрепления к костям скелета.
Затем учитель разъясняет задание, порядок работы; выполняют задание вдвоём, но отчётное задание своего варианта каждый ученик делает индивидуально.

Прочитайте текст учебника на стр. 118-121 и по рисунку на стр. 120 найдите все указанные в тексте мышцы
Найдите у себя примерное расположение следующих мышц: жевательной, дельтовидной, трапециевидной, двуглавой и трёхглавой, икроножной. Определите в каких движениях они участвуют.
Решите следующие задачи:

В каком состоянии находится трёхглавая мышца при сгибании руки в локте?
Какие мышцы руки напряжены, когда мы держим предмет навесу в вытянутой руке?
В каком положении руки расслаблены сгибатели пальцев?
Укажите два примера мышц, вызывающих при сокращении противоположное движение в суставе?

Ответы устно:

1 вариант:

Какого рода рычаг образует двуглавая мышца плеча с костями предплечья?
Укажите мышцы, особенно развитые у человека в связи с вертикальным положением
Укажите мышцы, противоположно действующие при сгибании руки в локтевом суставе

2 вариант:

Какого рода рычаг образуют с черепом шейные мышцы, удерживающие голову в вертикальном положении
Укажите мышцы существующие только у человека и человекообразных обезьян
Какие мышцы участвуют в изменении объёма грудной клетки?

После окончания работы учащиеся устно отвечают на вопросы задания по вариантам.

Работа учителя.

Учитель вызывает ученика (с хорошо развитой мускулатурой) к доске. У него измеряют сантиметровой лентой окружность плеча у руки, опущенной вниз. Затем ученик сжимает кисть в кулак и сгибает руку в локте. Устанавливает измерение в объёме плеча. Учащийся объясняет, почему это происходит, и показывает на экране, какие мышцы у него сократились при этом движении, и какие расслабились.

Учитель ставит вопросы:

Как регулируется мышечное движение?
Почему сокращаются мышцы?
Почему при сокращении сгибателей расслабляются разгибатели?

(рассуждения учеников)

Учитель рассказывает, что происходит это рефлекторно, и предлагает учащимся вспомнить: что такое рефлекс, какие бывают нервы, какие бывают нейроны.

Рассматривают один из простейших рефлексов – коленный. Учитель демонстрирует коленный рефлекс на вызванном учащемся и на экране. Затем по таблице на доске изучают рефлекторную дугу этого рефлекса. Вместе дают определение рефлекса и строение рефлекторной дуги.

Нервная регуляция мышечной деятельности. (работа учителя)

Мышечные движения в организме имеют рефлекторный характер, потому что они всегда являются реакцией на раздражение рецепторов центральной нервной системы. Но эти рецепторы могут быть самыми разнообразными. Мышечный рефлекс может начинаться с раздражения зрительных, слуховых, осязательных рецепторов. Очень часто мышечные рефлексы происходят в ответ на раздражение рецепторов, находящихся в самих мышцах и сухожилиях, как было в коленном рефлексе. Когда происходит сокращение мышцы, то находящиеся в ней рецепторы сигнализируют при помощи нервного возбуждения в ЦНС о том, что реакция движения произошла. Это очень важно для согласованности движения, но почему в то время как двуглавая мышца сокращается, мышца противоположной стороны плеча расслабляется (вопрос классу).

В этом согласовании проявляется закономерность, связанная со способностью нейронов не только возбуждаться и проводить возбуждение, но и впадать в состояние торможения. При торможении в нейронах и нервах прекращается проведение возбуждения. Естественно, что если в центре нейронов, идущих к мышце, разовьётся торможение, то эта мышца расслабится. Всё это связано с нервными импульсами, приходящими из центральной нервной системы, которые информируют головной мозг о состоянии мышцы. Все произвольные движения человека происходят только при участии коры больших полушарий головного мозга, и невозможны при нарушении кровоснабжения определённых участков коры больших полушарий (показывает на экране двигательную область, где расположены центры всех произвольных движений).

Мозговой штурм.

При помощи каких мышц выражаются эмоции
Каковы главные свойства мышечной ткани
При раскопках в кургане был найден скелет, может ли опытный анатом по костям скелета решить, был ли тот спортсменом, грузчиком, или человеком ведущим малоподвижный образ жизни
Замечено, что человек по разному падает: когда споткнётся, то падает вперёд, а когда поскользнется – назад. Как объяснить это явление?
Учитель вызвал ученика к доске, но тот прежде чем встать, наклонился над партой вперёд, и только затем выпрямился и вышел к доске. Может ли человек встать, не наклоняясь вперёд? (если не отвечают на какие то вопросы, это будет проблемой для решения её на следующем уроке)

Задание на дом: стр.116-122.

Травматология и ортопедия

Травматоло́гия — раздел медицины, изучающий воздействие на организм человека различных травмирующих воздействий, последствия травм, методы их лечения.

Ортопе́дия (от греч. ορθος — прямой, правильный и παιδεία — воспитание, обучение) — раздел клинической медицины, раздел хирургии, изучающий профилактику, диагностику и лечение деформаций и нарушений функций костно-мышечной системы, которые являются результатом врождённых дефектов, пороков развития, последствий травм или заболеваний.
Ортопедия традиционно связана с разделом клинической медицины, изучающим повреждения опорно-двигательного аппарата (костей, суставов, мышц, связок, сухожилий), — с травматологией. Имманентно в состав ортопедии и травматологии входит протезирование — комплексная медико-техническая дисциплина, которая занимается изготовлением и применением протезов и ортезов (корсетов, бандажей, аппаратов, специальной обуви и стелек) для восстановления утраченных форм и функций опорно-двигательной системы.
Также ортопедия является важной составной частью спортивной медицины. Спортивная медицина — комплексная медико-биологическая наука, изучающая изменения в организме при занятиях спортом, как желательные, так и патологические. Знания в области спорта и физической культуры просто необходимы современному врачу-ортопеду. Нельзя представить себе ортопедию без лечебной физкультуры, массажа или физиотерапии, — составных частей науки, именуемой «медицинская реабилитация», или без раздела медицины, который изучает строение и лечение различных заболеваний стоп — «подиатрия».
В составе травматологии и ортопедии существуют многие другие узкие специализации, например: биомеханика опорно-двигательного аппарата, хирургия позвоночника, артроскопическая хирургия, эндопротезирование суставов, костная патология.

Наши больницы

Университетская клиническая больница №1

г. Москва, ул. Большая Пироговская, д.6, стр.1

Университетская клиническая больница №2

г. Москва, ул. Погодинская, д. 1, стр. 1

Университетская клиническая больница №3

г. Москва, ул. Россолимо, д.11, стр. 4,5

Университетская клиническая больница №4
8 (499) 245-26-60
г. Москва, м. Спортивная, ул. Доватора, д. 15

Клинический институт детского здоровья имени Н.Ф. Филатова. Университетская детская клиническая больница
Единый контакт-центр:
Москва, ул. Б. Пироговская, д. 19, стр. 1

Научно-практический центр интервенционной кардиоангиологии
Единый контакт-центр:
Москва, Сверчков пер., д. 5

Посмотреть все больницы

мышечной системы человека | Функции, схемы и факты

Следующие разделы предоставляют базовую основу для понимания общей мышечной анатомии человека с описанием крупных мышечных групп и их действий. Различные группы мышц работают согласованно, чтобы контролировать движения человеческого тела.

Шея

Движение шеи описывается в терминах вращения, сгибания, разгибания и бокового сгибания (т. Е. Движения, используемого для прикосновения уха к плечу).Направление действия может быть ипсилатеральным, что относится к движению в направлении сокращающейся мышцы, или контралатеральным, что относится к движению от стороны сокращающейся мышцы.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишись сейчас

Вращение — одно из важнейших действий шейного отдела позвоночника. Вращение в основном осуществляется грудинно-ключично-сосцевидной мышцей, которая сгибает шею в ипсилатеральную сторону и вращает шею в противоположную сторону.Вместе грудинно-ключично-сосцевидные мышцы по обеим сторонам шеи сгибают шею и поднимают грудину, чтобы способствовать принудительному вдоху. Передняя и средняя лестничные мышцы, которые также расположены по бокам шеи, действуют ипсилатерально, поворачивая шею, а также поднимая первое ребро. Сплениус головы и сплениус шеи, расположенные в задней части шеи, вращают голову.

Боковое сгибание также является важным действием шейного отдела позвоночника. В сгибание шейной стороны вовлекаются грудинно-ключично-сосцевидные мышцы.Задние лестничные мышцы, расположенные на нижних сторонах шеи, ипсилатерально сгибают шею в сторону и приподнимают второе ребро. Сплениус головы и шейный позвонок также помогают при сгибании шеи в стороны. Мышцы, выпрямляющие позвоночник (подвздошно-реберная, длинная и спинальная) — это большие глубокие мышцы, которые увеличивают длину спины. Все три действуют для ипсилатерального изгиба шеи.

Сгибание шеи относится к движению, используемому для прикосновения подбородка к груди. Это достигается прежде всего грудинно-ключично-сосцевидными мышцами с помощью длинных мышц шеи и длинных мышц головы, которые находятся в передней части шеи.Разгибание шеи противоположно сгибанию и выполняется многими из тех же мышц, которые используются для других движений шеи, включая шейную шейку шеи, звездочную мышцу головы, подвздошно-костную, длинную и спинную мышцы.

Спина

Спина содержит истоки многих мышц, которые участвуют в движении шеи и плеч. Кроме того, осевой скелет, проходящий через спину вертикально, защищает спинной мозг, который иннервирует почти все мышцы тела.

Множественные мышцы спины функционируют именно при движениях спины. Например, мышцы, выпрямляющие позвоночник, разгибают спину (сгибают ее назад) и сгибают спину в стороны. Мышцы semispinalis dorsi и semispinalis capitis также расширяют спину. Маленькие мышцы позвонков (мультифидусы и вращатели) помогают вращать, разгибать и сгибать спину в стороны. Квадратная мышца поясницы в нижней части спины сгибает поясничный отдел позвоночника и помогает вдыхать воздух благодаря своим стабилизирующим воздействиям в месте прикрепления к 12-му ребру (последнему из плавающих ребер).Лопатка (лопатка) поднимается трапециевидной мышцей, которая проходит от задней части шеи до середины спины, большими и малыми ромбовидными мышцами в верхней части спины, а также мышцами, поднимающими лопатку, которые проходят по бокам и сзади на шее.

Объяснение важности скелетных мышц

Узнайте расположение и роль скелетных мышц в организме человека

Скелетные мышцы прикрепляются к костям сухожилиями.

Выписка

РАССКАЗЧИК: В человеческом теле более 600 различных мышц. Большинство из них называется скелетными мышцами, потому что они прикреплены к скелету. Скелетные мышцы прикреплены к костям белесыми волокнами, называемыми сухожилиями.

Некоторые мышцы очень длинные. Например, портняжная мышца составляет 50 сантиметров между бедренной костью и большеберцовой костью.С другой стороны, некоторые мышцы очень короткие. Мышцы головы, которые перемещают разные части лица, — это короткие мышцы. Массажеры и височные мышцы перемещают нижнюю ягодицу. Однако большинство мышц головы не перемещают кости, а перемещают кожу лица. Orbicularis мышцы двигают веки. Скуловые мышцы приподнимают уголки губ, а треугольные — опускают. Используя мышцы головы, люди могут выражать самые разные эмоции, такие как удивление и гнев.

В общей сложности скелетные мышцы составляют почти половину нашей массы тела. Когда мы двигаемся, мы приказываем нашим скелетным мышцам сокращаться. Эти произвольные движения обычно влекут за собой скоординированное действие ряда мышц. Например, две основные скелетные мышцы отвечают за движение предплечья, двуглавой мышцы, вставленной в переднюю часть локтевого сустава, и трицепса, вставленной в заднюю часть сустава. Когда бицепс сокращается, он сгибает предплечье. Трицепс неактивен. Чтобы вернуться в исходное положение, трицепс сокращается, а бицепс автоматически расслабляется.Некоторые движения требуют задействования большего количества мышц. Например, при растяжении ноги задействуется не менее четырех различных мышц.

Структура скелетных мышц | SEER Training

Целая скелетная мышца считается органом мышечной системы. Каждый орган или мышца состоит из скелетной мышечной ткани, соединительной ткани, нервной ткани и крови или сосудистой ткани.

Скелетные мышцы значительно различаются по размеру, форме и расположению волокон.Они варьируются от очень крошечных нитей, таких как стремечковая мышца среднего уха, до больших масс, таких как мышцы бедра. Некоторые скелетные мышцы имеют широкую форму, а некоторые узкие. В некоторых мышцах волокна параллельны длинной оси мышцы; в некоторых они сходятся к узкой насадке; а в некоторых они косые.

Каждое волокно скелетной мышцы представляет собой отдельную цилиндрическую мышечную клетку. Отдельная скелетная мышца может состоять из сотен или даже тысяч мышечных волокон, связанных вместе и завернутых в соединительнотканный покров.Каждая мышца окружена соединительнотканной оболочкой, называемой эпимизием. Фасция, соединительная ткань за пределами эпимизия, окружает и разделяет мышцы. Части эпимизия выступают внутрь, чтобы разделить мышцу на части. Каждый отсек содержит пучок мышечных волокон. Каждый пучок мышечных волокон называется пучком и окружен слоем соединительной ткани, называемым перимизием. Внутри пучка каждая отдельная мышечная клетка, называемая мышечным волокном, окружена соединительной тканью, называемой эндомизием.

Клетки (волокна) скелетных мышц, как и другие клетки тела, мягкие и хрупкие. Покрытие из соединительной ткани обеспечивает поддержку и защиту нежных клеток и позволяет им противостоять силам сжатия. Покрытия также обеспечивают проходы кровеносных сосудов и нервов.

Обычно эпимизий, перимизий и эндомизий выходят за пределы мясистой части мышцы, живота или желудка, образуя толстое веревочное сухожилие или широкий плоский листовой апоневроз.Сухожилие и апоневроз образуют непрямые соединения мышц с надкостницей костей или соединительной тканью других мышц. Обычно мышца охватывает сустав и прикрепляется к костям сухожилиями с обоих концов. Одна из костей остается относительно неподвижной или стабильной, в то время как другой конец движется в результате сокращения мышц.

Скелетные мышцы имеют обильное снабжение кровеносных сосудов и нервов. Это напрямую связано с основной функцией скелетных мышц — сокращением.Прежде чем скелетное мышечное волокно сможет сократиться, оно должно получить импульс от нервной клетки. Обычно артерия и по крайней мере одна вена сопровождают каждый нерв, который проникает в эпимизий скелетной мышцы. Ветви нерва и кровеносные сосуды следуют за соединительнотканными компонентами мышцы нервной клетки и с одним или несколькими мельчайшими кровеносными сосудами, называемыми капиллярами.

Сетевая структура опорно-двигательного аппарата человека формирует нейронных взаимодействий на нескольких временных масштабах

Абстрактный управления двигателем человеческого требует координации мышечной активности при анатомических ограничений, накладываемых опорно-двигательного аппарата.Взаимодействия внутри центральной нервной системы имеют фундаментальное значение для координации движений, но принципы функциональной интеграции остаются малоизученными. Мы использовали сетевой анализ, чтобы исследовать взаимосвязь между анатомической и функциональной связностью между 36 мышцами. Анатомические сети определялись физическими связями между мышцами, а функциональные сети основывались на межмышечной когерентности, оцениваемой во время постуральных задач. Мы нашли модульную структуру функциональных сетей, которые сильно сформированным анатомических ограничений костно-мышечной системы.Изменения постуральных задач были связаны с частотно-зависимой реконфигурацией связи между функциональными модулями. Эти данные раскрывают различные паттерны функционального взаимодействия между мышцами, участвующими в гибкой организации мышечной активности во время постурального контроля. Наш сетевой подход к системе двигателя предлагает уникальное окно в нейронную схему вождения костно-мышечную системы.

ВВЕДЕНИЕ

Человеческое тело представляет собой сложную систему, состоящую из множества подсистем и регуляторных путей.Костно-мышечная система дает структуру тела и создает способность двигаться. Он состоит из более чем 200 костей скелета, соединительной ткани и более 300 скелетных мышц. Мышцы прикрепляются к костям через сухожильные ткани и при сокращении могут создавать движение вокруг сустава. Центральная нервная система контролирует эти движения через двигательные нейроны спинного мозга, которые служат последним общим путем к мышцам ( 1 ). В то время как анатомо-физиологические компоненты опорно-двигательного аппарата хорошо охарактеризованы ( 2 , 3 ), организационные принципы нервного контроля остаются мало изучены.Здесь мы выяснить взаимосвязь между анатомическим строением костно-мышечной системы и функциональной организации распределенной нейронной схемы, из которых двигательные поведения мола.

Традиционная идея о том, что кора головного мозга контролирует мышцы взаимно однозначно, была опровергнута несколькими линиями доказательств ( 4 ). Например, широко признано, что много степеней свободы (степени свободы) опорно-двигательного аппарата запретить простое взаимно-однозначное соответствие между двигательной задачей и конкретным решением двигателя; скорее, мышцы связаны и контролируются вместе ( 5 ).Связь между мышцами — механическими или нервными — уменьшает количество эффективных степеней свободы и, следовательно, количество потенциальных моделей движения. Таким образом, эта муфта снижает сложность управления двигателем ( 6 ).

Споры о природе сцепления мышц продолжаются. Механическое соединение в опорно-двигательной системе ограничивает паттерны движения, которые могут быть сгенерированы ( 7 , 8 ). Например, биомеханика конечности ограничивает относительные изменения в длине мускульно-сухожильных мышц субпространством низкой размерности, что приводит к коррелированным афферентным входам в двигательные нейроны спинного мозга ( 9 ).Связь между мышцами также может быть результатом дублирования нейронных цепей, которые управляют двигательными нейронами спинного мозга ( 10 ). Электрофизиологические исследования показывают, что комбинация всего лишь нескольких последовательных паттернов мышечной активации — или мышечной синергии — может генерировать широкий спектр естественных движений ( 11 ). Некоторые из этих паттернов уже присутствуют с рождения и не меняются в процессе развития, тогда как другие паттерны усваиваются ( 12 ). Такое расположение поддерживает представление о том, что нервно-мышечная система имеет модульную организацию, которая упрощает задачу управления ( 13 ).Спинальная схема состоит из сети премоторных интернейронов и двигательных нейронов, которые могут генерировать основные двигательные паттерны, опосредуя синергетический драйв множеству мышц ( 14 ). Эти спинномозговые сети могут кодировать программы скоординированных моторных выходов ( 15 ), которые могут использоваться для преобразования нисходящих команд для многосуставных движений в соответствующие скоординированные мышечные синергии, которые лежат в основе этих движений ( 3 ).

теория

Сети может представить альтернативную точку зрения на модульной организации костно-мышечной системы.Сообщества или модульные структуры, которые относятся к плотно связанным группам узлов с редкими связями между этими группами, являются одной из наиболее важных особенностей сложных сетей ( 16 ). Исследование структур сообщества широко используется в различных областях, таких как мозговые сети ( 17 ). Этот подход был недавно применен к исследованию структуры и функции опорно-двигательного аппарата: Анатомическое сеть может быть построена путем сопоставления происхождение и вставку мышц ( 18 , 19 ).Ранее мы показали, как можно построить функциональные мышечные сети, оценивая межмышечную когерентность с помощью поверхностной электромиографии (ЭМГ), записанной с разных мышц ( 20 ). Эти функциональные сети обнаруживают функциональную связь между группами мышц во многих частотных диапазонах. Согласованность между ЭМГ указывает на коррелированные или общие входы в двигательные нейроны спинного мозга, которые генерируются общими структурными связями или синхронизацией в двигательной системе ( 10 , 21 , 22 ).Таким образом, паттерны функциональной связности позволяют оценивать структурные пути в двигательной системе с использованием неинвазивных записей ( 23 ).

Здесь мы исследуем организационные принципы, управляющие человеческим моторным контролем, сравнивая структуру сообщества анатомических и функциональных сетей. Мы используем мультиплексный анализ модульности ( 24 ) для оценки структуры сообщества функциональных мышечных сетей по частотам и постуральным задачам. В биомеханических свойств костно-мышечной системы сдерживало характера движения, которые могут быть сгенерированы, мы ожидаем, что подобную структуру сообщества анатомических и функциональных сетей мышц.Отклонения в структуре сообщества указывают на дополнительные ограничения, налагаемые центральной нервной системой. Мы также сравниваем функциональную связь между модулями во время выполнения различных задач, чтобы исследовать изменения в функциональной организации во время поведения. В то время как средняя функциональная связность ограничена анатомическими ограничениями, мы ожидаем, что функциональные мышечные сети переконфигурируются для обеспечения зависимых от задач моделей координации между мышцами. Эти задачи модуляции будут означать, что функциональные взаимодействия между мышцами не зашитые, но вместо этого определяются динамической связью в центральной нервной системе, которая имеет форму анатомической топологией костно-мышечную системы.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Мы оценили взаимосвязь между анатомической и функциональной связностью ключевых мышц, участвующих в задачах контроля позы (36 мышц, распределенных по всему телу). Мы исследовали мышечно-ориентированную сеть, в которой узлы представляют мышцы, а края сети представляют собой анатомические связи или функциональные отношения между мышцами.

Анатомическая мышечная сеть

Анатомическая мышечная сеть была определена путем картирования физических связей между мышцами ( 19 , 25 ) на основе общей анатомии человека ( 2 ).Анатомическая сеть представляла собой плотно связанную симметричную сеть (плотность сети 0,27; рис. 1). Анализ модульности выявил пять модулей, которые разделили анатомическую мышечную сеть на основные части тела (правая рука, левая рука, туловище, правая нога и левая нога) с модульностью 0,39.

Рис. 1 Сообщество анатомической мышечной сети.

( A ) Топологическое представление анатомической сети. Узлы сети представляют мышцы, а края представляют собой анатомические связи между мышцами, которые прикреплены к одной и той же кости или соединительной ткани.Пять модулей имеют цветовую кодировку. ( B ) Пространственное представление анатомической мышечной сети, отображаемой на теле человека ( 53 ). Размер каждого узла представляет собой количество других узлов, к которым он подключен.

Функциональная мышечная сеть

Функциональная мышечная сеть была определена путем сопоставления коррелированных входных сигналов с различными мышцами. Чтобы составить карту функциональных сетей, мы измерили поверхностную ЭМГ тех же 36 мышц, в то время как здоровые участники выполняли разные постуральные задачи.Был использован полнофакторный план, в котором мы варьировали контроль позы (нормальное положение и нестабильность в передне-заднем или медиально-латеральном направлении) и поведение при указании (не указывать и указывать доминирующей рукой или обеими руками; см. Материалы и методы. подробнее). Мы использовали эти задачи, чтобы экспериментально манипулировать необходимой координацией между мышцами и вызвать изменения в функциональной мышечной сети. Мы оценили функциональную связность посредством межмышечной когерентности между всеми мышечными комбинациями и использовали неотрицательную матричную факторизацию (NNMF), чтобы разложить эти спектры когерентности на частотные компоненты и соответствующие веса краев.Это дало набор взвешенных сетей с соответствующими спектральными отпечатками (частотными компонентами).

Мы наблюдали четыре отдельных частотных компонента (компонент 1, от 0 до 3 Гц; компонент 2, от 3 до 11 Гц; компонент 3, от 11 до 21 Гц; компонент 4, от 21 до 60 Гц; рис. 2A), которые служат отдельными слоев мультиплексной сети и объяснил большую часть дисперсии спектров когерентности ( R ² = 0,90). Для получения минимально связной двоичной сети между уровнями и для сохранения постоянного количества ребер на разных уровнях веса (относительный порог, 0.035). Используя мультиплексный анализ модульности, мы получили фиксированную структуру сообщества по всем четырем частотам и девяти состояниям, которые выявили шесть модулей: правое плечо, двусторонние предплечья, туловище, правое бедро, левое плечо и двустороннее нижнее конечность (рис. 2B). . На рис. 2С показано, как эти модули распределяются по телу. Отчетливые топологии сети наблюдались на разных уровнях с более широко подключенной сетью на более низких частотах и более разделенной сетью на более высоких частотах: плотность сети равнялась 0.10, 0,09, 0,08 и 0,06, а модульность составляла 0,46, 0,60, 0,64 и 0,75 для компонентов 1, 2, 3 и 4 соответственно (рис. 2D).

Рис. 2 Структура сообщества мультиплексных функциональных мышечных сетей.

( A ) Частотные спектры четырех компонентов, полученные с помощью NNMF. ( B ) Мультиплексная структура сообщества функциональной мышечной сети в зависимости от частот и условий. Доминирующая рука всех участников отображается на правой стороне человеческого тела.( C ) Пространственное представление средней мышечной сети, отображаемой на теле человека ( 53 ). Размер узлов представляет собой количество других узлов, к которым они подключены, а ширина ребер — количество ребер по слоям. ( D ) Бинарные мышечные сети для каждого слоя.

Сравнение анатомических и функциональных сетей

Сообщества анатомических и функциональных мышечных сетей были очень похожи (индекс Rand, 0.80; скорректированный индекс Rand — 0,36; P <0,001). Связи между двусторонними мышцами предплечья и двусторонних мышц голени в функциональных сетях, которые отсутствовали в анатомической сети, представляют собой заметное различие между анатомической и функциональной сетями. Это отражено в структуре сообщества функциональных сетей, где двусторонние мышцы голени и двусторонние мышцы предплечья были сгруппированы в отдельные модули (рис. 2С).

Сравнение анатомического расстояния (длины пути) и функциональной связности показало, что анатомически близкие узлы с большей вероятностью получат общий ввод (рис.3). Сначала мы исследовали процент всех возможных краев, то есть количество краев выше порога, которое уменьшалось в зависимости от анатомического расстояния: 11,3, 0,9, 0,6 и 0,0% для анатомических расстояний 1, 2, 3 и 4, соответственно. Это снижение с расстоянием было еще более заметным для более высокочастотных компонентов (рис. 3B). Затем мы изучили распределение функционального веса в зависимости от анатомического расстояния. Наибольший вес наблюдался для ребер, соединяющих мышцы в одном модуле.Края в большинстве модулей имели анатомическое расстояние 1. Лишь несколько ребер имели анатомическое расстояние 2 или 3, и все эти края находились в модулях предплечья и голени. В частности, края, соединяющие двусторонние мышцы голени, имели относительно большой вес на анатомическом расстоянии 3 (рис. 3C).

Рис. 3 Взаимосвязь между функциональной связностью и анатомическим расстоянием.

( A ) Матрица смежности и расстояния анатомической мышечной сети.Максимальное анатомическое расстояние (длина пути) составляет 4. ( B ) Процент функциональных границ пороговых сетей в экспериментальных условиях как функция анатомического расстояния. ( C ) Распределение веса краев функциональных сетей в зависимости от анатомического расстояния для каждого слоя. Веса были усреднены по условиям эксперимента. Края, соединяющие мышцы в одном модуле, имеют цветовую кодировку (rUA, правое плечо; FA, двусторонние предплечья; T, торс; rUL, правая верхняя нога; lUL, левая верхняя нога; и LL, двусторонние нижние ноги) и серые точки. представляют ребра между модулями.

Модуляции, зависящие от задачи

Далее мы попытались изучить влияние задачи на эту взаимосвязь структура-функция. Это было достигнуто за счет использования кластерных графиков для сравнения функциональных мышечных сетей в разных условиях выполнения задачи. Функциональные модули, идентифицированные с помощью предыдущего анализа модульности мультиплексирования, образуют узлы этих кластерных графов. На рис. 4A показаны сгруппированные графики для девяти экспериментальных условий и для четырех частотных составляющих. Кластеризованные графы были очень разреженными, поскольку модули имели плотные внутримодульные связи, но разреженные связи между узлами в других модулях.Большинство краев наблюдались между модулями мышц ног (голень, правая верхняя часть ноги и левая верхняя часть ноги) при самых низких частотных компонентах (от 0 до 3 и от 3 до 11 Гц), что согласуется с нижними показателями модульности, в частности, когда постуральная стабильность была вызвана нестабильностью в передне-заднем или медиально-латеральном направлении. Края между мышечными модулями руки (правое плечо и предплечье) и туловищем в основном наблюдались на более высокочастотных компонентах (от 11 до 21 и от 21 до 60 Гц) во время наведения (одно- и бимануальное).

Рис. 4 Кластерные графики функциональных мышечных сетей в зависимости от условий.

( A ) Кластерные графики для девяти экспериментальных условий (столбцы) и четырех частотных компонентов (строки). Узлы — это модули, идентифицированные с помощью анализа модульности мультиплексирования. Размер узла представляет собой плотность сети внутри, а ширина краев представляет плотность соединения между модулями. ( B ) Пространственное представление функциональных модулей на теле человека: правое плечо (rUA), двусторонние предплечья (FA), туловище (T), правое плечо (rUL), левое плечо (lUL) и двустороннее голени (LL).Мы использовали наборы инструментов для обработки геометрии, чтобы создать цветные сетки ( 54 ) и отобразить их на теле человека ( 53 ). ( C ) Значительные различия в связности сгруппированных графов между условиями стабильности. Оценивали два контраста: нормальная стабильность — передне-задняя нестабильность и нормальная стабильность — медиально-латеральная нестабильность. Был использован тест перестановки, и семейный контроль ошибок поддерживался с помощью поправки Бонферрони (84 сравнения).Значимые различия ( P, , _{, скорректированный,} <0,05) обозначены цветом: красный цвет означает увеличение, а синий - уменьшение среднего веса. Цветные ребра и узлы отображают значительные изменения в связях между модулями и внутри них соответственно. ( D ) Значительные различия в связности сгруппированных графиков между условиями наведения. Были оценены два контраста: отсутствие указания — однозначное наведение и отсутствие указания — бимануальное наведение.

Эффект от задач на устойчивость в основном ограничивался модулями ног (рис.4С). Повышенная связность наблюдалась во время постуральной нестабильности (передне-задней и медиально-латеральной) по сравнению с нормальным стоянием в пределах большинства частотных компонентов. На самом низком частотном компоненте (от 0 до 3 Гц) возможность соединения увеличилась внутри и между большинством модулей ног ( P, , _{, скорректированный} <0,01). Только небольшие различия наблюдались при частоте от 3 до 11 Гц: повышенная связь между модулями туловища и голени во время передне-задней нестабильности [+ 25% (диапазон от -9 до 46%), P _{скорректировано} = 0.01] и снижение связности в модуле туловища во время медиально-латеральной нестабильности [-21% (диапазон от -50 до 0,3%), P _{исправлено} = 0,01]. Связность снова увеличилась на самых высоких частотных компонентах (от 11 до 21 и от 21 до 60 Гц) внутри и между модулями туловища и ног (правая верхняя нога, левая верхняя нога и голень; P _{с поправкой} <0,02).

Задания по наведению показали другую схему по сравнению с заданиями позы, но эффекты одно- и бимануального наведения были очень похожими (рис.4D). Во время наведения связь в модуле туловища снизилась на самых низких частотных составляющих [от 0 до 3 Гц, −61% (диапазон от −90 до −1%), P _{скорректировано} <0,005; От 3 до 11 Гц, −59% (диапазон от −86 до 2%), P _{с поправкой} <0,02] и между туловищем и правым модулем плеча только при самой низкой частотной составляющей [от 0 до 3 Гц, - 67% (диапазон от -93 до -9%), P _{исправлено} <0,005]. Напротив, во время одноручного наведения наблюдалось значительное увеличение возможности подключения в правом верхнем модуле руки по сравнению с отсутствием наведения на компоненты с самой высокой частотой [от 11 до 21 Гц, + 64% (диапазон, от -4 до 95%), P _{исправлено} = 0.005; От 21 до 60 Гц, + 66% (диапазон от –12 до 93%), P _{с поправкой} = 0,015]. Кроме того, увеличилась связь между модулями туловища и предплечья [+ 41% (диапазон от -8 до 82%), P _{исправлено} <0,01] и между правым плечом и модулями предплечья [+44 % (диапазон от 0 до 82%), P _{скорректировано} <0,005] во время наведения (одно- и двуручное) по сравнению с отсутствием наведения на частотную составляющую 3 (от 11 до 21 Гц).

ОБСУЖДЕНИЯ Мы использовали сетевой подход для изучения структурно-функциональной взаимосвязи костно-мышечной системы человека.были выявлены несколько принципов, регулирующих функциональную зависимость между мышцами: (я) Функциональные модели с подключением между мышцами сильно формируется анатомических ограничений опорно-двигательного аппарата, с функциональной связи сильнейших в анатомических модулей и уменьшается в зависимости от анатомической расстояния; (ii) двусторонняя связь между гомологичными верхними и между гомологичными нижними конечностями является ключевой характеристикой функциональных мышечных сетей; (iii) функциональные отношения зависят от задачи, при этом постуральные задачи по-разному влияют на функциональную связность в разных частотных диапазонах.Использование мультиплексного подхода позволяет интегрировать функциональные мышечные сети на разных частотах и обеспечивает объединяющее окно в распределенную схему центральной нервной системы человека, которая контролирует движения, иннервируя двигательные нейроны спинного мозга.

Определение взаимосвязей между анатомическими и функциональными мышечными сетями имеет решающее значение для понимания того, как координируются движения. Предыдущие исследования исследовались либо как биомеханические свойства опорно-двигательного аппарат ограничивает модели движения, которые могут быть сформированы ( 8 , 9 ) или как шаблоны активации мышц можно объяснить сочетание всего лишь нескольких моделей активации когерентных мышц ( 11 ).Наши совместные анализы анатомических и функциональных сетей мышц обнаруживают сильную взаимосвязь между анатомическими связями в костно-мышечной системы и коррелированных входных данных для спинальных двигательных нейронов. Этот вывод основан на предыдущих исследованиях, показывающих, что общий входной сигнал наиболее силен для спинномозговых мотонейронов, которые иннервируют пары мышц, которые анатомически и функционально тесно связаны ( 10 , 21 ). Сходство между структурными и функциональными сетями было характерным признаком исследования сетей мозга ( 26 ), а топология сетей мозга зависит от пространственного встраивания мозга ( 27 ).Настоящие результаты предполагают, что принципы, управляющие воплощенными структурными и функциональными сетями, также применимы к нейронной цепи, которая контролирует движения, и, следовательно, может отражать общий принцип центральной нервной системы.

Сходство между анатомической и функциональной связностью может указывать на то, что анатомическая структура ограничивает функциональные взаимодействия между мышцами. Анатомические связи между мышцами остаются в значительной степени неизменными на протяжении всей жизни ( 28 ), и более вероятно, что быстро меняющиеся функциональные сети ограничены гораздо более медленными изменениями анатомических сетей, чем наоборот.Эти ограничения могут быть наложены посредством афферентной активности. Скелетно-мышечные свойства человеческого тела ограничивают постуральную динамику ( 9 ), и эти механические связи приводят к коррелированной проприоцептивной обратной связи с двигательными нейронами спинного мозга. Влияние биомеханики на функциональных сетей мышц, как ожидается, будет наиболее выражена на компоненты нижних частот, так как мышцы действуют как фильтр нижних частот на нейрональных входов и кинематика опорно-двигательного аппарата разворачиваться на медленном масштабе времени.Это генерирует коррелированную активность на низких частотах, которая возвращается к моторным нейронам спинного мозга через сенсорные афференты. Пространственное распределение общего входа будет возможно отражать топологию опорно-двигательного аппарата.

Анатомические ограничения также могут быть наложены во время развития нервной системы. Во время раннего развития изменения в топографическом распределении окончаний аксонов нисходящих проектов зависят от паттернов двигательной активности и анатомической связи между мышцами ( 29 ).Аналогичным образом, большие изменения в функциональном сцеплении наблюдаются у младенцев в возрасте от 9 до 25 недель, что отражает чувствительный период, когда функциональные связи между волокнами кортикоспинального тракта и спинномозговыми мотонейронами подвергаются зависимой от активности реорганизации ( 30 ). Анатомия опорно-двигательного аппарата будет ограничивать модели двигательной активности, которые могут быть выполнены.

Анатомическая и функциональная связь между мышцами также может зависеть от внешних факторов. Например, паттерны связности нисходящих путей частично определяются генетически ( 31 ).Соматотопическая организация наблюдается в нервно-моторной системе, а структура сообщества анатомической мышечной сети отражает организацию модулей управления первичной моторной корой ( 19 ). Точно так же пространственная организация мотонейронов спинного мозга также связана с анатомической организацией мышц ( 32 ), и мышцы, которые анатомически расположены близко друг к другу, также иннервируются теми же спинными нервами (рис. S2). ( 2 ).Топографическая организация спинномозговых мотонейронов сходна для разных видов ( 33 ) и, следовательно, может быть результатом эволюционной консервации ( 34 ). Костно-мышечная анатомия и нейронные пути являются, следовательно, и с учетом своего родом генетического контроля.

Функциональная взаимосвязь не полностью определялась анатомией; мы наблюдали несколько ключевых различий между анатомическими и функциональными мышечными сетями. Двусторонние модули, состоящие из мышц верхних или нижних конечностей, были ключевой характеристикой функциональной мышечной сети, которая отсутствовала в анатомической сети.Две двусторонние мышцы предплечья (поверхностный сгибатель пальцев и разгибатель пальцев) показали когерентную активность в диапазоне от 3 до 11 Гц, что согласуется с предыдущими исследованиями, показывающими бимануальное сцепление на частоте ~ 10 Гц между гомологичными мышцами кисти и предплечья ( 35 , 36 ). Наблюдаемая бимануальная связь на частотах от 3 до 11 Гц может быть вызвана оливоцеребеллярной системой, которая, как известно, производит колебания в этом частотном диапазоне и участвует в формировании функциональных мышечных коллективов ( 35 ).Двусторонние мышцы предплечья были слабо связаны с другими мышцами (рис. 2), что может отражать относительно высокую долю прямых кортикоспинальных проекций — и, таким образом, относительно низкую долю расходящихся выступов — к мотонейронам, иннервирующим мышцы рук и предплечий ( 37 ).

Напротив, двусторонний модуль мышц голени показал сильную связь во многих частотных диапазонах, что согласуется с предыдущими анализами функциональных мышечных сетей ( 20 ), и показал самые сильные дальнодействующие связи, наблюдаемые в настоящем исследовании (рис.3С). Двусторонняя связь между мышцами руки и ноги во время балансировки может быть вызвана вестибулоспинальным трактом, который, как известно, участвует в постуральной стабильности и иннервирует серое вещество спинного мозга с обеих сторон ( 21 ). Двусторонняя связь наблюдалась на всех уровнях кортикоспинальной оси ( 38 ) и имеет первостепенное значение для функциональных сетей мозга, особенно между гомологичными лево-правыми кортикальными областями ( 39 ). Настоящие данные свидетельствуют о том, что двустороннее сцепление также является определяющим признаком функциональных мышечных сетей.Различия в функциональной связности между двусторонними мышцами руки и двусторонними мышцами ног указывают на то, что функциональная мышечная сеть, такая как анатомическая мышечная сеть ( 25 ), не обнаруживает последовательной гомологии.

Функциональная связность отображала отчетливые зависимые от задачи модуляции, которые были связаны с задачей, которую выполняли испытуемые: функциональная связность была увеличена внутри и между модулями ног во время постуральной нестабильности и увеличилась внутри и между модулями руки и верхней части тела в условиях наведения.Таким образом, функциональная связь между мышцами зависит от задачи ( 21 , 36 ), что может свидетельствовать о наличии многофункциональных цепей, в которых данный паттерн анатомической связи может генерировать различные паттерны функциональной активности в различных условиях ( 40 ). Такая распределенная схема создает основу для поддержки многих типов поведения, которые управляются согласованными действиями большой распределенной сети, а не простыми выделенными путями. Следовательно, лежащая в основе сетевая связность ограничивает возможные паттерны популяционной активности низкоразмерным многообразием, охватываемым несколькими независимыми паттернами — нейронными режимами — которые обеспечивают основные строительные блоки нейронной динамики и моторного контроля ( 41 ).Опять же, это обнаруживает сходство с недавними исследованиями функциональных принципов когнитивных сетей в головном мозге ( 42 ).

Изменения, зависящие от задачи, происходили с разной частотой, что указывает на функционирование организации мультиплексной сети, при этом четыре частотных компонента отражают разные типы взаимодействий между мышцами. Четыре различных частотных компонента (от 0 до 3, от 3 до 11, от 11 до 21 и от 21 до 60 Гц) были извлечены с помощью NNMF. Эти частотные диапазоны полностью соответствуют найденным ранее ( 20 ), демонстрируя надежность этого открытия.Интересная возможность состоит в том, что эти частотные компоненты отражают спектральные отпечатки различных путей, которые проецируются на двигательные нейроны спинного мозга. Было высказано предположение, что эти разные частоты могут играть определенную роль в кодировании моторных сигналов ( 43 ). Функциональная связность на низкочастотных компонентах может быть результатом афферентных путей, в то время как функциональная связность на более высоких частотах может отражать коррелированный вход от нисходящих путей. Например, функциональная связь в β-диапазоне (от 15 до 30 Гц), скорее всего, отражает кортикоспинальные проекции ( 10 , 36 ).Компоненты с самой высокой частотой, наблюдаемые в этом исследовании (от 21 до 60 Гц), показали наиболее локальные схемы подключения. Эти локальные паттерны связности могут отражать проприоспинальные пути ( 3 , 15 ). Эти функциональные паттерны связности могут быть использованы для раскрытия вклада структурных путей в формирование паттернов скоординированной активности в двигательной системе ( 23 ). Эти результаты отражают наблюдения в корковых сетях, где частотно-зависимые сети обнаруживают разные топологии и по-разному выражаются в разных состояниях мозга ( 44 ).Различия в частотном содержании функциональной связности, наблюдаемой между мышцами верхней и нижней конечностей, предполагают наличие различных нейронных цепей, контролирующих эти части тела.

Таким образом, наш сетевой анализ выявил широко распространенную функциональную связь между мышцами, что свидетельствует о коррелированных входах в спинномозговые двигательные нейроны на разных частотах. Коррелированные входные данные указывают на расходящиеся проекции или латеральные связи в нервных путях, которые иннервируют двигательные нейроны спинного мозга, и, следовательно, могут использоваться для оценки спинномозговых сетей ( 23 ).Эти результаты согласуются с сопоставлением «многие ко многим», а не с сопоставлением «один к одному» между мозгом и мышцами ( 4 ), в котором сложные движения возникают за счет относительно тонких изменений в коактивации различных распределенных функциональных режимов. Мы представляем новый подход, который совмещается движение неврологии с текущими исследованиями в области сетей мозга, показывая, как центральную нервную систему взаимодействует с костно-мышечной системой человеческого организма. Этот подход вписывается в более широкие рамки сетевой физиологии, исследующей взаимодействия мозга и тела ( 45 ).Подобно текущим результатам, исследования сетевой физиологии показали, что динамические взаимодействия между системами органов опосредуются через определенные полосы частот ( 46 ). Мы расширили этот подход, исследуя топологию сети функциональных взаимодействий между мышцами, которые опосредуются нервными путями в спинном мозге. В будущих исследованиях может быть увеличено количество исследуемых мышц, включая электроэнцефалографию для картирования сетей мозг-тело и изучение кортикального контроля мышечных сетей, а также рассмотрение индивидуальных различий в анатомии.

С точки зрения системной биологии, головной и спинной мозг переплетаются с телом — они «воплощены» ( 7 ) — и, таким образом, сетевой анализ мозга может быть расширен для исследования внутренней организации функциональных сетей в позвоночнике человека. шнур ( 47 ). Функциональные взаимодействия между надспинальными, спинными и периферическими регионами могут быть интегрированы с использованием сетевого анализа в качестве общей основы. Такая интегрированная структура хорошо подходит для предоставления новых идей и способов лечения неврологических расстройств ( 48 ).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Сбор данных

Четырнадцать здоровых участников (7 мужчин и 7 женщин; средний возраст 25 ± 8 лет; 10 правшей и 4 левши) без каких-либо неврологических или моторных расстройств или сахарного диабета и с индекс массы тела ниже 25 были включены в это исследование. Эксперименты были одобрены Комитетом по этике Human Movement Sciences Vrije Universiteit Amsterdam (ссылка ECB 2014-78) и выполнены в полном соответствии с Хельсинкской декларацией.Все участники были письменно и устно проинформированы о процедуре и подписали информированное согласие перед участием.

Участникам было предложено выполнить девять различных заданий позы. Был использован полнофакторный план, в котором устойчивость позы (нормальное положение, нестабильность в передне-заднем направлении и нестабильность в медиально-латеральном направлении) и поведение при указании (отсутствие указания, указание доминирующей рукой и указание обеими руками) варьировались. . Постуральной стабильностью манипулировали с помощью балансира с одной степенью свободы, которая позволяла движение в передне-заднем или медиально-латеральном направлении.В задании наведения участники держали лазерную указку доминирующей рукой (одноручная) или двумя руками (двуручная) и наводили ее на белую мишень (25 см ²), расположенную на расстоянии 2,25 м, параллельно поперечной оси. ось тела на высоте акромиона участника. Таким образом, эксперимент состоял из девяти (3 × 3) экспериментальных условий. Продолжительность испытания составляла 30 с, каждое условие повторялось шесть раз.

Биполярная поверхностная ЭМГ была записана для 36 мышц, распределенных по всему телу (18 двусторонних мышц; Таблица 1).Мы выбрали репрезентативную группу пар антагонистических мышц, участвующих в постуральном контроле, которые можно правильно измерить с помощью поверхностной ЭМГ из-за их расположения и размера. ЭМГ регистрировали с использованием трех 16-канальных систем Porti (TMSi), онлайн-фильтрацию верхних частот с частотой 5 Гц и дискретизацию с частотой 2 кГц.

Анатомическая мышечная сеть

Анатомическая мышечная сеть была определена путем картирования физических связей между мышцами. Узлы представляют 36 мышц (18 слева и 18 справа), а края сети представляют собой сухожильные прикрепления мышц к костям и соединительной ткани.Структурные связи были определены на основе происхождения и прикрепления мышц ( 2 ). Кости, которые не показывают или почти не двигаются в суставе между ними, считались одной жесткой костной структурой, то есть тазом, грудным скелетом или ossa cranii ( 25 ). Связи между мышцами и костями, перечисленные в таблице 2, обозначают двудольную сеть C , с мышцами как одной группой и костями как второй группой. Затем мы создали сеть, ориентированную на мышцы, как одномодовые проекции C : B = CC ^T ( 19 ).Это дало взвешенную матрицу смежности, где веса отражают количество прикреплений, с помощью которых связаны две мышцы. Мы преобразовали это в бинарную сеть, установив для всех ненулевых весов значение 1.

Таблица 2 Начало координат и вставка мышц.

Происхождение и введение основаны на общей анатомии человека, как описано Martini et al . ( 2 ), таким образом игнорируя возможные индивидуальные различия между участниками.

Функциональная мышечная сеть

Мы отразили данные левшей, чтобы создать доминирующую и недоминантную стороны.Данные ЭМГ были предварительно обработаны для удаления артефактов движения и электрокардиографии (ЭКГ). ЭМГ подвергалась полосовой фильтрации (от 1 до 400 Гц), и для удаления загрязнения ЭКГ использовался независимый компонентный анализ ( 49 ). Для каждого участника были удалены один или два независимых компонента. Затем данные ЭМГ подвергались высокочастотной фильтрации (20 Гц) для удаления низкочастотных артефактов движения. После предварительной обработки огибающие ЭМГ были извлечены с помощью амплитуды Гильберта ( 22 ).

Мы следовали процедуре, описанной Boonstra et al .( 20 ) для извлечения функциональных мышечных сетей из поверхностной ЭМГ. Сначала оценивалась комплексная когерентность и усреднялась по испытаниям в каждом условии для каждого участника. Абсолютное значение когерентности возводили в квадрат, чтобы получить согласованность в квадрате величины. Межмышечная связность оценивалась между всеми 630 парами мышц. Затем NNMF использовался для разложения этих спектров когерентности по всем комбинациям мышц, состояниям и участникам на четыре различных частотных компонента и соответствующие веса.Это дало набор весов для каждого частотного компонента, который определял неориентированную взвешенную сеть для каждого условия и участника.

Эти функциональные сети были преобразованы в бинарные сети для облегчения сравнения с анатомической сетью. Для получения минимально связной сети по условиям и частотным компонентам были выбраны веса. Эта процедура определения порога дает единственное уникальное пороговое значение, которое соответствует порогу перколяции ( 50 ).Это приводило к разреженным сетям, в которых каждый узел был связан по крайней мере с одним другим узлом ребром на одном из уровней мультиплексной сети.

Структура сообщества

Для извлечения модулей из анатомических сетей использовался алгоритм Лувена. Поскольку алгоритм Лувена является стохастическим, мы использовали консенсусную кластеризацию, чтобы получить стабильное разбиение на 1000 итераций ( 51 ). Мультиплексный анализ модульности ( 24 ) использовался для идентификации модулей функциональной мышечной сети по условиям и частотным компонентам.Мы использовали MolTi, автономное графическое программное обеспечение, для обнаружения сообществ в мультиплексных сетях путем оптимизации модульности мультиплекса с помощью адаптированного алгоритма Лувена (https://github.com/gilles-didier/MolTi). Модули были извлечены по 36 двоичным сетям (9 × 4). Мы использовали индекс Rand и скорректированный индекс Rand для сравнения модулей анатомических и функциональных мышечных сетей ( 16 ).

Сравнение функциональных сетей в разных условиях

Чтобы упростить сравнение функциональных сетей в разных условиях задачи, мы грубо обработали сети ( 52 ).Мы использовали набор функциональных модулей, оцененных по условиям и частотным компонентам, в качестве основы для грубой оценки 36 двоичных сетей, а затем сравнили силу меж- и внутримодульных соединений в сетях с использованием границ этих модулей. В кластерных сетях узлы представляют модули (группы мышц, указанные выше), а края представляют связи между модулями. Недиагональные элементы результирующей взвешенной матрицы смежности представляют собой средние веса ребер между двумя модулями, а диагональные элементы представляют средние веса ребер внутри модуля.

Для сравнения кластеризованных сетей по условиям мы использовали простые различия между условиями задач и количественные различия в количестве соединений между модулями и внутри них. Мы проверили четыре контраста: (i) однообразное и (ii) бимануальное указание по сравнению с отсутствием наведения и (iii) передне-заднее и (iv) медиально-латеральную нестабильность по сравнению с нормальным стоянием. Чтобы проверить статистическую значимость этих контрастов, мы выполнили парные перестановочные тесты отдельно для каждого из элементов матрицы ( 52 ).Кластерные сети имели гораздо меньшую размерность по сравнению с исходными функциональными мышечными сетями (21 ребро вместо 630). Контроль ошибок на уровне семьи поддерживался с помощью поправки Бонферрони для корректировки множественных сравнений (4 × 21 = 84 сравнения).

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Дополнительные материалы к этой статье доступны по адресу http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/4/6/eaat0497/DC1

раздел S1. Альтернативная анатомическая мышечная сеть

сечение S2.Сеть спинномозговых нервов

участок S3. Весовые функциональные сети

рис. S1. Матрица смежности анатомических мышечных сетей.

рис. S2. Структура сообщества спинномозговой нервной сети.

рис. S3. Структура сообщества взвешенной функциональной сети.

таблица S1. Иннервация спинномозгового нерва.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution, которая разрешает использование, распространение и воспроизведение на любом носителе, при условии, что конечное использование составляет , а не для коммерческих целей и при условии, что оригинальная работа правильно цитируется.

ССЫЛКИ И ПРИМЕЧАНИЯ

↵
К. Шеррингтон, Интегративное действие нервной системы (архив CUP, 1910).
↵
Ф. Х. Мартини, М. Дж. Тиммонс, М. П. МакКинли, Анатомия человека (3-е издание) (Прентис Холл, 2000).
↵
Э. Пьеро-Дезейлиньи, Д. Берк, Схема человеческого спинного мозга: его роль в двигательном контроле и двигательных расстройствах (Cambridge Univ. Press, 2005).
↵
↵
N.Бернштейн, Координация и регулирование движений (Пергамон, 1967).
↵
↵
↵
↵
↵
↵
↵
↵
↵
↵
3
9047
↵
↵
↵
↵
↵
↵
↵
↵
↵
↵
↵
4684 9047
4684 9047
↵
↵
↵
↵
↵
↵
↵
↵
↵
↵
↵
↵
904Н. Макаров, Г. М. Ноэтчер, А. Назарян, Низкочастотное электромагнитное моделирование электрических и биологических систем с использованием MATLAB (Wiley, 2015), стр. 89–130.
↵

Благодарность: Мы благодарим D. Marinazzo, S. Farmer, S. Bruijn, H. Schutte и N. Dominici за их содержательные комментарии. Финансирование: Эта работа была поддержана Нидерландской организацией научных исследований (NWO 45110-030 и 016.156.346), Центром передового опыта в области интегративной функции мозга ARC (Австралийский исследовательский совет) и Австралийским национальным советом по исследованиям в области здравоохранения и медицинских исследований. (APP1037196 и APP1110975).Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи. Вклад авторов: J.N.K., A.D. и T.W.B. задумал исследование. Все авторы разработали эксперименты. J.N.K. получил данные ЭМГ. J.N.K. и T.W.B. провели оценку анатомической сети. J.N.K., L.L.G. и T.W.B. провели оценку функциональной сети. T.W.B. провели статистический анализ. J.N.K. и T.W.B. написал рукопись.Все авторы редактировали рукопись. Конкурирующие интересы: Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов. Доступность данных и материалов: Все данные, необходимые для оценки выводов в статье, представлены в документе и / или дополнительных материалах. Дополнительные данные, относящиеся к этой статье, могут быть запрошены у авторов. Данные ЭМГ, использованные в этом исследовании, доступны на сайте Zenodo (http://doi.org/10.5281/zenodo.1185196).

Copyright © 2018 Авторы, некоторые права защищены; эксклюзивный лицензиат Американской ассоциации содействия развитию науки.Нет претензий к оригинальным работам правительства США. Распространяется по некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution 4.0 (CC BY-NC).

МЫШЕЧНАЯ СИСТЕМА

Мышечная ткань тела составляет от одной трети до половины
массы тела среднего позвоночного.

Функции мышечной ткани:

движения и передвижения, благодаря его прямой связи с
система скелета

более тонких движений, связанных с поддержанием позы / вертикали
позиция

помогают генерировать тепло из-за катаболических реакций, связанных с
с мышечной активностью (например, животные дрожат или увеличивают общее движение
при понижении температуры тела)

может быть преобразован в другие структуры, такие как электрические органы в
немного рыбы
В общую структуру мышечного волокна входят (рис.10.2, п. 347) миофибрилл
(цепочки повторяющихся субъединиц), состоящие из двух видов филаментов:
тонких волокон (состоящих из миозинов ) и толстых волокон
(состоит из актина , тропомиозина и тропонина ), которые
взаимодействуют путем связывания, создавая скользящее движение между нитями,
и это создает напряжение в мышечном волокне, ведущее к сокращению мышц.
Существует три общепризнанных типа мышечной ткани: гладкая, ,
сердечная
и скелет, , каждый тип ткани с определенным расположением в теле,
клеточная организация (гистология) и общее действие мышечных волокон
(физиология)

Из-за множества функций мышц критерии классификации
мышцы включают:

1.Цвет
красный — сильно васкуляризован и богат миоглобином; сопротивляться усталости

белый — низкая васкуляризация и пониженное содержание миоглобина; быстрее
к усталости 2. Расположение
somatic — переместить кость или хрящ

висцеральный — контроль деятельности органов, сосудов или протоков 3. Контроль нервной системы
добровольно — под непосредственным сознательным контролем

непроизвольные — не 4.Эмбриональное происхождение

5. Общий вид под микроскопом
скелет — рис. 10.2, п. 347

сердечная — рис. 10.3, п. 348

гладкая — рис. 10.4, п. 348 Гладкая мышца
обнаружены выстилающие стенки кровеносных сосудов, внутренних органов (например,
пищеварительный тракт и матка), а также прикреплены к волоскам в
кожный покров.

два общих типа:
— унитарных гладких мышц самоинициализированных или миогенных
сокращение для поддержания ритмического движения органа
с чем это связано

— мультиэлемент гладкая мышца имеет нейрогенное сокращение ,
который требует потенциалов действия, посылаемых нейронами, чтобы регулировать его действие. Сердечная мышца
находятся исключительно в мускулатуре сердечной стенки

в сердечной мышце разветвление клеток увеличивает ее общее
связность и ячейки прочно объединены друг с другом через
интеркалированный
диски

сердечная мышца не утомляется быстро, что является желательным признаком
в мышцах, поддерживающих кровообращение

действие волокон сердечной мышцы демонстрирует смешанный контроль, так что
миогенный ритм сердца поддерживается нейрогенным контролем и
вся единица сердечной мышцы действует как синцитий или одиночный
функциональная единица Скелетная мышца
скелетные мышцы тесно связаны со скелетом и являются
используется в движении

каждое волокно скелетных мышц также является синцитием из-за тесной связи
между сотовыми единицами

волокон тесно связаны с соединительными тканями и находятся под
произвольный контроль со стороны нервной системы.

Гистология

полосатая?

Форма

Разветвленный?

Расположение ядра

Диски?

Физиология

Неврологический контроль

Скорость действия

Гладкая

Без бороздок

Веретенообразный

без ответвлений

Центральное ядро

Нет дисков

Вынужденное

Медленная

Сердечный

полосатая

цилиндрический

разветвленный

Центральное ядро

Вставные диски

Вынужденное

Быстро

Скелетный

полосатая

цилиндрический

без ответвлений

Периферическое ядро

Нет дисков

Добровольное

Быстро

Общая терминология по мышцам

Как вы знаете из лабораторной работы, связано много уникальных терминов.
с мышечной системой, начиная от описания работы мышцы до
общая форма самой мышцы.

Термин «мышца» имеет как минимум два значения:

мышечная клетка или волокно — активный сократительный компонент:
мышечные клетки и их эндомизий

мышечный орган — весь орган: мышечные клетки плюс связанные
соединительные ткани, нервы, кровоснабжение Действие
происходит за счет сокращения, которое создает напряжение в мышцах
так что он укорачивается и, таким образом, перемещает то, к чему прикреплен (будь то
кость, волосы или эпителий органа)

для скелетных мышц каждая мышечная единица может быть описана на основе
ряд факторов, например, где находится основная мышца (живот , живот )
располагается, например, мышцы плеча, грудные мышцы, ягодичные мышцы,
и Т. Д.Мышца не прикрепляется непосредственно к кости сократительными мышечными волокнами.
— различные обертывания соединительной ткани выходят за концы
мышечные волокна для соединения с надкостницей кости:
сухожилие — шнуровидное прикрепление

апоневроз — тонкий плоский лист

фасция — тонкие плоские листы соединительной ткани, которые обертывают
и связать части тела вместе

raphe — соединение двух мышц на связке соединительной ткани
чтобы сформировать линию слияния, такую как linea alba
Основа для сокращения мышц:
мышца, не получающая нервного стимула, расслаблена или находится в
отдыхает
состояние — мягкая форма сохраняется за счет окружающих коллагеновых волокон

при нервном раздражении, превышающем пороговый уровень мышц, сокращение
результатов и растягивающее усилие создается, составляя активную
государственный

прикрепленная кость и / или масса, которую необходимо переместить, представляет собой нагрузку
— действительно ли мышца сокращается, зависит от относительного баланса между
растягивающее усилие сжатия и перемещаемый груз (рис.10.6, п.
351)
Основные сократительные характеристики мышцы включают скорость ее достижения
максимальное напряжение и как долго он может выдерживать это напряжение

Напряжение и прочность напрямую связаны с количеством перемычек.
между мышечными волокнами

в самом коротком положении, перекрытие нити мешает перемычке
образование и натяжение низкое (рис. 10.6а)

в самом длинном положении, нити очень мало перекрываются с небольшими перемычками
образования и слабое натяжение (рис.10.6b)

промежуточных отрезков обеспечивают максимальное поперечное перекрытие (рис. 10.6c)

Тонизирующие волокна:

относительно медленно сокращается и производит небольшое усилие

может выдерживать сокращение в течение длительных периодов времени

составляют большую часть осевого и аппендикулярного скелета. Twitch (фазовые) волокна:
обычно производят быстрые сокращения, поэтому они часто составляют мышцы
используется для быстрого передвижения

медленное сокращение по сравнению с быстрым сокращением, но медленное занимает примерно в 2 раза больше времени, чтобы
достичь максимальных сил Начало : конец мышцы, которая прикрепляется к более неподвижной части
скелета, который является проксимальным концом мышц конечностей

Вставка : точка прикрепления мышцы, которая перемещает
чаще всего, когда мышца укорачивается и является самым дистальным концом мышц конечности

Для двуглавой мышцы живот лежит впереди плечевой кости, начало
клювовидный отросток лопатки, а место прикрепления — лучевой бугорок.Для трицепса источником являются задняя поверхность плечевой кости и
инфрагленоидный бугорок лопатки, а место прикрепления — локтевый отросток
локтевой кости.

Действие скелетных мышц может быть:

антагонистический — противодействовать или сопротивляться действию другой мышцы
(например, бицепс и трицепс)

синергетический — работать вместе, чтобы произвести общий эффект (например,
как в действии сжатия кулака, в котором мышцы предплечья
и пальцы работают вместе)
Другие действия мышц включают:
Сгибатель — уменьшает угол в суставе

Extensor — увеличивает угол в суставе

Abductor — отводит кость от средней линии

Adductor — перемещает кость ближе к средней линии

Levator — производит движение вверх

Депрессор — производит движение вниз

Supinator — поворачивает ладонь вверх или кпереди

Пронатор — поворачивает ладонь вниз

Сфинктер — уменьшает размер отверстия

Tensor — делает часть тела более жесткой

Вращатель — перемещает кость вокруг продольной оси
Мы также можем описать мышцы на основе формы , например, в расположении
мышечных волокон:
Ремешковые мышцы — имеют параллельные волокна и широкие прикрепления.
(Терес майор)

Веретенообразные мышцы — параллельные волокна, но узкие сухожилия для прикрепления
(бицепс)

перистые мышцы — диагонально расположенные волокна, вставляющиеся сбоку
мышцы в сухожилие.(подлопаточная мышца)
Или Размер :
Максимус = самый большой

Minimus = самый маленький

Longus = самый длинный

Brevis = самый короткий Номер происхождения :
Бицепс = два начала

Трицепс = три начала

Квадрицепс = четыре начала Относительная форма
Дельтовидный = треугольный

Трапеция = трапеция

Serratus = зубчатый

Rhomboideus = ромбовидный или ромбовидный
Основные группы мышц соответствуют отделам, используемым для скелетных мышц.
система:
Осевые мышцы — мышцы туловища и хвоста рыб и четвероногих

Бранхиометрические мышцы — также называемые висцеральными мышцами, например
как те, что связаны с жабрами, челюстями и подъязычным аппаратом

Аппендикулярные мышцы — мышцы плавников рыб и мышцы конечностей
четвероногих
Мышцы возникают из трех эмбриональных источников:
мезенхима — рассредоточена по всему телу, образуя сглаживание
мышцы внутри стенок кровеносных сосудов и некоторых внутренних органов

внутренний слой латеральной пластинки мезодермы — развивается в
гладкомышечные слои пищеварительного тракта и в стенки
сердце

параксиальная мезодерма или сомиты, и в частности слой миотома
сомита — основного источника скелетных мышц во время развития
— в области головы миотом не полностью сегментирован,
и вместо этого образует семь пар сомитомеров, которые будут производить мускулатуру
области головы (рис.10.22а, стр. 365)

— остатки сомитов в теле развиваются в ствол и
аппендикулярные мышцы гомологии

В процессе развития мускулов одни мышцы слились друг с другом, другие
разделились на отдельные новые мышцы, некоторые стали менее заметными,
а другие изменили точки привязанности и, следовательно, свою эволюцию

Гомологию мышц можно определить тремя способами:

— подобие вложений

— функциональное сходство

— нервная иннервация, связанная с сохранением отношений между мышцами
и его нервное питание
Установление сходства может помочь сравнить разные группы мышц.
(краниальный, осевой и аппендикулярный) среди различных классов позвоночных

Черепные мышцы

Наружные глазные мышцы — шесть внешних глазных мышц, которые
прикрепляются к поверхности глаза и отвечают за перемещение глаза
в пределах орбиты (рис.10.23, стр. 366):

Дорсальный (верхний) косой Вентральный (нижний)
косой

Дорсальная (верхняя) прямая мышца брюшной стенки
(нижняя) прямая мышца

Медиальная прямая мышца
Боковая прямая мышца

Эти мышцы иннервируются глазодвигательным нервом.

У некоторых четвероногих также есть втягивающая лампа , которая притягивает глазное яблоко.
дальше в орбиту, чтобы обеспечить покрытие мигательной мембраной
(отсутствует у людей)

Бранхиометрические мышцы — развиваются от каудальных миотомов до
те, которые производят глазные мышцы

тесно связаны с висцеральным скелетом, поэтому они
используется как при дыхании, так и при кормлении.
выполняет функцию управления челюстью, открытия и закрытия
дыхальце (которое участвует в поступлении воды в жабры, когда рыба
ест)

могут быть подразделены в зависимости от того, с какой висцеральной дугой они связаны
с:

Жаберная дуга рыбы
Первая арка

Вторая арка

С третьей по седьмую арки

Мышцы
Приводящая нижняя челюсть

Межнижнечелюстная мышца

Констриктор

Леватор

Констрикторы

Леваторы

Действие
закрывает челюсть

сжимает горло

сжимает жабры / глотку

поднимает жаберные штанги

сжимает жабры / глотку

подъемники жаберных штанг

cucullaris прикрепляется к последней жаберной дуге, но
связанный с грудным поясом

У четвероногих изменяется жаберная мускулатура в тандеме с изменениями.
в висцеральном скелете, чтобы животные были более приспособлены к наземным
окружающая среда — привела к потере многих жаберных мышц

Жаберная дуга четвероногих
Первая арка

Вторая арка

Арки прочие

Мышцы
Masseter

Temporalis

Крыловидные кости

Пищеварительный тракт

Мило подъязычная

Platysma

грудино-сосцевидный отросток

Клейдомастоид

Действие
закрывает челюсть

закрывает челюсть

функция в движении челюсти

открывает челюсть

открывает челюсть

перемещает кожу лица и шеи

повернуть голову

поворотная головка

Наджаберные и гипожаберные мышцы — спинные и вентральные мышцы
связаны с областью головы и туловища, которые выполняют функции, связанные
с движением челюсти и языка

мускулов рыб, связанных с питанием и дыханием, включают:
— Coracoarcuals — открывает рот

— Коракомандибулярный — открывает рот

— Coracohyoid — помогает в кормлении

— Coracobranchial — помогает при глотании
мышцы четвероногих связаны с подъязычным аппаратом и
язык:
— Мышцы языка — hyoglossus, styloglossus, genioglossus

— Подъязычная мышца — краниально втягивает подъязычную кость

— Грудино-подъязычная кость — втягивает подъязычную кость кзади

— Sternothyroid — втягивает гортань каудально

— эти мышцы также используются в речи и звуке у четвероногих.
Гомологии между жаберными и гипожаберными мышцами нескольких разных
Таксоны позвоночных представлены в Таблице 10.3.

Туловище / осевые мышцы

Осевая мускулатура туловища может функционировать либо
при движении или дыхании

Осевая мускулатура начинается с миотомов, разделенных миосептами, которые
затем делится на две области:

эпаксиальные мышцы — мышцы спинной части тела

гипаксиальные мышцы — мышцы вентральной части тела
которые разделены боковой перегородкой (рис.10.26, стр. 368) Рыбы

У рыб мышцы туловища остаются разделенными на складчатые мышечные сегменты.
или миомеры, которые делятся на миосепты

эти мышцы попеременно сокращаются, чтобы произвести волнообразное движение
который толкает рыбу по воде

внутренне эти мышцы остаются разделенными на спинных (эпаксиальных)
и вентральных (гипаксиальных) срезов по боковой перегородке Четвероногие

У четвероногих мышцы туловища больше работают при поддержании осанки,
движение головы и дыхание, а не движение, которое сместилось
аппендикулярным мышцам

Эпаксиальные мышцы скелета туловища четвероногих включают:

Longissimus dorsi — расширяет позвоночник.

Iliocostalis — сближает ребра

Multifidus spinae — расширяет позвоночник.

Spinalis dorsi — расширяет позвоночный столб.
К гипаксиальным мышцам скелета туловища четвероногих относятся:
Пресс:
Rectus abdominis — сжимает живот

Внутренний косой — сжимает живот

Наружный косой — сужение живота

Внутренний косой — сужает живот
Дыхательные мышцы:
Serratus — ребра нарисуйте краниально)

Scalenus — сгибает шею)

Диафрагма — разделяет грудную / брюшную полость, функционирует в
дыхание

Межреберные мышцы — разгибание / втягивание ребер Аппендикулярные мышцы

Аппендикулярное развитие мышц происходит из сомитов в виде отростков
миотома сомита в зачаток конечности — миотомических зачатков в придатки

По мере роста зачатка конечности аппендикулярная мускулатура подразделяется на
мышечная масса, лежащая над аппендикулярным скелетом (спинные мышцы)
и масса, которая лежит ниже аппендикулярного скелета (вентральные мышцы)

Эти мышечные массы позже дифференцируются на несколько групп мышц.
в зависимости от типа организма

Рыбы

В общем, большая часть передвижения рыб зависит от действий
осевой мускулатуры, которая попеременно сокращается и расслабляется
производить волнообразные движения тела

Плавники (придатки) больше поддерживают стабильность,
торможение и маневрирование — таким образом, диапазон движения ласт намного больше
ограничен, чем у четвероногих конечностей

брюшных мышц у рыб идут на формирование отводящего
мышца , которая тянет плавники вентрально и краниально

спинные мышцы переходят в формирование приводящей мышцы
находится на постеродорсальной части плавника и перемещает плавник дорсально и
каудально четвероногие

Аппендикулярная мускулатура четвероногих более сложная, чем у рыб
потому что конечности функционируют как в опоре, так и в движении

У четвероногих выполняет функцию спинных и брюшных групп мышц.
это перевернутое значение по сравнению с рыбами

спинных мышц, которые у рыб отвечали за
приведение вместо этого отведет или расширит придатки

брюшные мышцы, ранее использовавшиеся для отведения, вместо этого
используется для приведения или сгибания

Грудная область

Мышцы спины

Мышцы грудной клетки

Мышцы плеча

Мышцы руки

Тазовая область

Мышцы спины

(разгибатели)
Широчайшая мышца спины

Кожный максимум

Дельтоиды

Подлопаточная мышца

Teres major

Трицепс

Супинатор

Расширители цифр

Мышцы спины

(разгибатели)

Ягодичные мышцы

Четырехглавая мышца

прямая мышца бедра

вастус средний

вастус промежуточный

большая мышца бедра

Сарториус

Подвздошно-поясничный

Расширители цифр

Вентральные мышцы

(сгибатели)

грудная мышца

надостной

Инфраспинатус

Бицепс

Пронатор

Сгибатели пальцев

Брюшные мышцы

(сгибатели)

Приводящая мышца бедра

Semimembranosus

Semitendinosus

Грацилис

Двуглавая мышца бедра

Gastrocnemius

Caudofemoralis

Сгибатели пальцев

Передвижение

Изучение передвижения завершает наше понимание скелетной
и мышечных систем, потому что он исследует функциональную взаимосвязь между
две системы, а также между организмом и окружающей его средой

Мы обсудим три важные категории передвижения: плавание,
земное передвижение и полет.

Плавание

Сначала мы можем различить плавающих позвоночных по тому, ли они первичны.
пловцы (виды, для которых плавание — единственный образец передвижения)
или вторичных пловцов (виды, которые полностью реадаптировались или
частично к водному образу жизни).

Некоторые общие требования к пловцам заключаются в том, что они должны:

1) уменьшить сопротивление воды движению движущегося
тело

2) продвигаются в относительно плотной среде

3) контроль вертикального положения в воде

4) сохранять ориентацию и управлять телом
Кроме того, пловцы, занимающиеся вторичным плаванием, также должны пройти вторичную адаптацию.
их кровеносной, дыхательной и сенсорной системам, чтобы выдерживать высокие
давление и воздействие воды, которые влечет за собой плавание

Начальные пловцы — обычно волнообразные пловцы, использующие
мускулатура только плавников или плавники в сочетании с туловищем
и хвост, чтобы продвигаться по воде

Характеристики пловцов-первоклассников:

веретенообразное тело, жесткое удерживаемое за счет сильного сочленения
позвоночник

сегментированных миомеров, которые позволяют отдельным мышечным единицам проявлять силы
по всей стороне тела

покров, прочно прикрепленный к подлежащей мускулатуре
соединительная ткань для увеличения компактности тела
Мускулатура, скелетная система и покровы составляют единое целое.
что помогает оптимизировать животное и уменьшить сопротивление при движении
вода

Пловцы, занимающиеся вторичным плаванием , как правило, являются пловцами, которые совершают колебательные движения.
сами по воде с лопастными движениями придатков

придатков также могут быть преобразованы в лямки или ласты для облегчения
в движении

обычно имеют хорошо развитую аппендикулярную мускулатуру

может уменьшить сопротивление давлению вокруг тела за счет временной оптимизации
сами при движении по воде Наземное движение

Что касается наземного передвижения, существует множество различных режимов, которые
животное может использовать:

Cursorial — четвероногие, которые путешествуют далеко или быстро по суше.Бегущие животные обладают относительно удлиненным телом, в котором позвоночные
Колонна способствует увеличению шага при беге, растягиваясь для увеличения шага вперед
движущая сила

Saltatorial — четвероногие, которые прыгают или прыгают. Сальтаторские животные
имеют тела, в которых вес перенесен на задние лапы, лапы
мощный и прочный, а центр масс совмещен с
крестец

Scansorial — четвероногие, умеющие лазать.Сканирующие животные
укрепили грудную мускулатуру и придатки, а также изменили фаланги
для цепляния за вертикальные поверхности

Fossorial — четвероногие, которые умеют копать и живут немного
подземное существование. Ископаемые животные обладают очень гибкими позвоночными
колонны, сильная грудная мускулатура и модифицированные фаланги для копания

Каждый из этих различных образов жизни требует кардинальных изменений в
скелетная система (с точки зрения частей тела, которые получают
наибольшее напряжение) и связанная с ним мускулатура

Животные, передвигающиеся на двух ногах или сканирующие, имеют позу ступней
более стопоходящий, при котором подошвы ступней расположены ровно
на земле.Напротив, у большинства бегающих животных более пальцевидная мышца.
поза, в которой запястье и лодыжка отрываются от земли, а
животное ходит на пальцах. Или животное может быть очень длинноногим,
и ходите только по кончикам цифр так, чтобы конечный конец
цифра видоизменяется, образуя копыто, а другие цифры теряются, осанка
называется унгулиграда.

Рейс

Тетраподы, которые летают, могут летать тремя разными способами.

Парашютный спорт — использование конечностей и тела для увеличения общей поверхности
зона для предотвращения случайного падения

Gliding — использование широких перепонок, прикрепленных к конечностям для увеличения поверхности
площадь и пройти большее горизонтальное расстояние по воздуху

Настоящий полет — использование крыльев для активного поддержания движения через
воздух

Четвероногие животные, которые используют активный полет, например птицы, имеют грудные придатки.
которые уменьшены до однозначного числа и имеют высокоразвитую грудную мускулатуру
необходимо для поддержания активного полета

У птиц первичные летные мышцы берут начало на брюшной части .
поверхность расширенной килевой грудины:

pectoralis — депрессор крыла

supracoracoideus — поднимающий крыло
У летучих мышей летные мышцы связаны с движением
плечевая кость и лопатка и расположены на стороне грудной клетки:
основные депрессоры крыла:
— грудная мышца

— подлопаточная мышца

— передняя зубчатая мышца
леваторы основного крыла:
— дельтовидная мышца

— трапеция

— спинатус
Определения
Отводящий — отводит кость от средней линии

Adductor — перемещает кость ближе к средней линии

Антагонистическое — состояние, при котором мышца сопротивляется или сопротивляется действию.
другой мышцы

Апоневроз — листовое сухожилие мышцы

Cursorial — четвероногие, которые путешествуют далеко или быстро по суше.

Депрессор — производит движение вниз

Digitigrade — поза, в которой запястье и лодыжка отведены от
земля и животное ходит на пальцах

Эпаксиальный — относится к структурам, лежащим выше или рядом с позвонком.
ось

Extensor — увеличивает угол в суставе

Фасции (фасции) — листы соединительной ткани, которые лежат под кожей или покрывают оболочку.
группы мышц

Flexor — уменьшает угол в суставе

Полет — использование крыльев для активного поддержания движения в воздухе

Ископаемые — четвероногие, умеющие копать, и немного живущие.
подземное существование

Скольжение — использование широких перепонок, прикрепленных к конечностям для увеличения поверхности
области и пройти большее горизонтальное расстояние по воздуху

Гипаксиальный — относится к структурам, лежащим вентрально по отношению к позвоночному.
ось

Insertion — точка прикрепления мышцы, которая больше всего движется
когда мышца укорачивается, или самый дистальный конец мышц конечностей

Levator — производит движение вверх

Начало — конец мышцы, которая прикрепляется к более фиксированной части
скелет, который является проксимальным концом мышц конечностей

Колеблющиеся пловцы — продвигаются по воде с помощью весла.
движения придатков

Парашютный спорт — использование конечностей и тела для увеличения общей площади поверхности
прервать случайное падение

Плантиградская поза — поза, в которой подошвы ступней расположены ровно.
на земле во время передвижения

Начальные пловцы — виды, для которых плавание является единственным
движение

Пронатор — поворачивает ладонь вниз

Raphe — соединение двух мышц в связке соединительной ткани с образованием
линия слияния, такая как linea alba

Вращатель — перемещает кость вокруг своей продольной оси.

Saltatorial — четвероногие, которые прыгают или прыгают

Сканирование — четвероногие, умеющие лазать

Пловцы среднего уровня — виды, полностью или частично реадаптировавшие
к водному образу жизни от наземной жизни

Сфинктер — уменьшает размер отверстия

Супинатор — поворачивает ладонь вверх или кпереди

Синергетический — состояние, при котором мышцы работают вместе, чтобы производить
общий эффект

Tensor — делает часть тела более жесткой

Пловцы на волнах — используйте только мускулатуру ласт или ласты.
в сочетании с туловищем и хвостом, чтобы продвигаться через
воды

Унгулиграда — локомоторная поза, используемая длинноногими четвероногими, которые
ходите только по кончикам цифр таким образом, чтобы конечный конец цифры
видоизменяется, образуя копыто, и другие цифры теряются

15.2: Знакомство с мышечной системой

Чудесные мышцы

Приводит ли слово muscle к мысли о хорошо развитой мускулатуре штангиста, как у женщины на этой фотографии? Ее зовут Наталья Заболотная, она российская олимпийская чемпионка. Мышцы, которые используются для подъема тяжестей, легко ощутить и увидеть, но это не единственные мышцы в человеческом теле. Многие мышцы находятся глубоко внутри тела, где они образуют стенки внутренних органов и других структур.Вы можете сгибать бицепсы по своему желанию, но вы не можете контролировать внутренние мышцы, как эти. Хорошо, что эти внутренние мышцы работают без каких-либо сознательных усилий с вашей стороны, потому что движение этих мышц необходимо для выживания. Мышцы — это органы мышечной системы.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): тяжелоатлет

Что такое мышечная система?

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Многие скелетные мышцы в мышечной системе человека показаны на этом рисунке человеческого тела.

Мышечная система состоит из всех мышц тела. Наибольший процент мышц в мышечной системе составляют скелетные мышцы, прикрепленные к костям и обеспечивающие произвольные движения тела. В человеческом теле почти 650 скелетных мышц, многие из них показаны на рисунке \ (\ PageIndex {2} \). Помимо скелетных мышц, мышечная система также включает сердечную мышцу, которая составляет стенки сердца, и гладкие мышцы, которые контролируют движения в других внутренних органах и структурах.

Структура и функции мышц

Мышцы — это органы, состоящие в основном из мышечных клеток, которые также называются мышечными волокнами (в основном в скелетных и сердечных мышцах) или миоцитами (в основном в гладких мышцах). Мышечные клетки — это длинные тонкие клетки, которые выполняют функцию сокращения. Они содержат белковые нити, которые скользят друг по другу, используя энергию АТФ. Скользящие нити увеличивают напряжение в мышечных клетках или укорачивают их длину, вызывая сокращение.Сокращения мышц ответственны практически за за все движения тела, как изнутри, так и снаружи.

Скелетные мышцы прикрепляются к костям скелета. Когда эти мышцы сокращаются, они двигают тело. Они позволяют нам использовать наши конечности по-разному, от ходьбы до поворота колес телеги. Скелетные мышцы также поддерживают осанку и помогают сохранять равновесие.

Гладкие мышцы стенок кровеносных сосудов сокращаются, вызывая сужение сосудов, что может помочь сохранить тепло тела.Расслабление этих мышц вызывает расширение сосудов, что может помочь телу терять тепло. В органах пищеварительной системы гладкие мышцы проталкивают пищу через желудочно-кишечный тракт, последовательно сокращаясь, образуя волну мышечных сокращений, называемую перистальтикой . Подумайте о том, как распылять зубную пасту через тюбик, последовательно оказывая давление снизу вверх, и вы получите хорошее представление о том, как пища перемещается мышцами через пищеварительную систему.Перистальтика гладких мышц также перемещает мочу по мочевыводящим путям.

Ткань сердечной мышцы находится только в стенках сердца. Когда сердечная мышца сокращается, она заставляет сердцебиение. Насосное действие бьющегося сердца поддерживает кровоток в сердечно-сосудистой системе.

Гипертрофия и атрофия мышц

Мышцы могут увеличиваться, или гипертрофируются. Обычно это происходит из-за повышенного употребления, хотя гормональные и другие факторы также могут иметь значение.Например, повышение уровня тестостерона в период полового созревания вызывает значительное увеличение размера мышц. Физические упражнения, включающие силовые упражнения или тренировки с отягощениями, могут увеличить размер скелетных мышц практически у всех. Упражнения (например, бег), которые увеличивают частоту сердечных сокращений, также могут увеличивать размер и силу сердечной мышцы. Размер мышцы, в свою очередь, является основным фактором, определяющим мышечную силу, которую можно измерить силой, которую может приложить мышца.

Мышцы также могут уменьшаться в размере или атрофия , которая может возникнуть из-за недостатка физической активности или голодания.Люди, находящиеся в неподвижном состоянии на любой срок — например, из-за перелома кости или хирургического вмешательства, — относительно быстро теряют мышечную массу. Люди в концентрационных лагерях или лагерях голода могут быть настолько истощены, что теряют большую часть своей мышечной массы, становясь почти буквально «кожей и костями». Астронавты на Международной космической станции также могут потерять значительную мышечную массу из-за невесомости в космосе (см. Рисунок \ (\ PageIndex {3} \)).

Многие болезни, включая рак и СПИД, часто связаны с атрофией мышц.Атрофия мышц также бывает с возрастом. По мере взросления люди постепенно снижают способность поддерживать массу скелетных мышц, известную как саркопения . Точная причина саркопении неизвестна, но одна из возможных причин — снижение чувствительности к факторам роста, которые необходимы для поддержания мышечной массы. Поскольку размер мышц определяет силу, атрофия мышц вызывает соответствующее снижение мышечной силы.

И при гипертрофии, и при атрофии количество мышечных волокон не изменяется.Что меняет размер мышечных волокон? Когда происходит гипертрофия мышц, отдельные волокна становятся шире. Когда происходит атрофия мышц, волокна становятся более узкими.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \). Для астронавтов важно выполнять упражнения на борту Международной космической станции, чтобы помочь противостоять потере мышечной массы, которая происходит из-за их невесомости без земной гравитации.

Взаимодействие с другими системами тела

Мышцы не могут сокращаться сами по себе. Для сокращения скелетным мышцам требуется стимуляция двигательных нейронов.Точка, где двигательный нейрон прикрепляется к мышце, называется нервно-мышечным соединением . Допустим, вы решили поднять руку в классе. Ваш мозг посылает электрические сообщения через моторные нейроны к вашей руке и плечу. Моторные нейроны, в свою очередь, стимулируют сокращение мышечных волокон руки и плеча, заставляя руку подниматься.

Непроизвольные сокращения гладких и сердечных мышц также управляются электрическими импульсами, но в случае этих мышц импульсы исходят от вегетативной нервной системы (гладкие мышцы) или специализированных клеток сердца (сердечная мышца).Гормоны и некоторые другие факторы также влияют на непроизвольные сокращения сердечных и гладких мышц. Например, гормон борьбы или бегства адреналин увеличивает скорость сокращения сердечной мышцы, тем самым ускоряя сердцебиение.

Мышцы не могут самостоятельно двигать телом. Им нужна скелетная система, чтобы действовать. Эти две системы вместе часто называют костно-мышечной системы . Скелетные мышцы прикреплены к скелету прочной соединительной тканью, называемой сухожилиями .Многие скелетные мышцы прикреплены к концам костей, которые встречаются в суставе. Мышцы охватывают сустав и соединяют кости. Когда мышцы сокращаются, они тянут кости, заставляя их двигаться. Скелетная система представляет собой систему рычагов, которые позволяют телу двигаться. Мышечная система обеспечивает силу, перемещающую рычаги.

Сводка

Мышечная система состоит из всех мышц тела. Есть три типа мышц: скелетная мышца (которая прикреплена к костям и обеспечивает произвольные движения тела), сердечная мышца (которая составляет стенки сердца и заставляет его биться) и гладкие мышцы (которые находятся в стенках сердца). внутренние органы и другие внутренние структуры и контролирует их движения).
Мышцы — это органы, состоящие в основном из мышечных клеток, которые также можно назвать мышечными волокнами или миоцитами. Мышечные клетки специализируются на функции сокращения, которое происходит, когда белковые нити внутри клеток скользят друг по другу, используя энергию АТФ.
Мышцы могут увеличиваться в размерах или гипертрофироваться. Обычно это происходит в результате более частого использования (физических упражнений), хотя гормональные и другие факторы также могут иметь значение. Мышцы также могут уменьшаться в размерах или атрофироваться.Это может произойти из-за неиспользования, голодания, некоторых болезней или старения. И при гипертрофии, и при атрофии изменяется размер, но не количество мышечных волокон. Размер мышц — главный фактор, определяющий мышечную силу.
Скелетным мышцам нужен стимул мотонейронов для сокращения и движения тела; им нужна скелетная система, чтобы действовать. Непроизвольные сокращения сердечных и гладких мышц контролируются специальными клетками сердца, нервами вегетативной нервной системы, гормонами или другими факторами.

Обзор

1. Что такое мышечная система?

2. Опишите мышечные клетки и их функции.

3. Определите три типа мышечной ткани и укажите, где находится каждый из них.

4. Определите мышечную гипертрофию и мышечную атрофию.

5. Каковы возможные причины гипертрофии мышц?

6. Назовите три причины возможной атрофии мышц.

7. Как мышцы изменяются, когда они увеличиваются или уменьшаются в размерах?

8.Как изменение размера мышц влияет на силу?

9. Объясните, почему космонавты могут легко терять мышечную массу в космосе.

10. Опишите, как соотносятся друг с другом термины мышечные клетки , мышечные волокна и миоциты .

11. Мышечная ткань желудка считается ___________________.

A. Сердечная мышца

Б. скелетная мышца

C. гладкая мускулатура

Д.произвольная мышца

12. Сокращение мышц — это __________ мышечных волокон.

A. гипертрофия

Б. атрофия

С. удлинение

D. Укорочение

13. Верно ли: Гладкая мышца не сокращается.

14. Назовите две системы тела, которые работают вместе с мышечной системой для выполнения движений.

15. Опишите, каким образом мышечная система участвует в регулировании температуры тела.

Узнать больше

Узнайте больше о растущей проблеме саркопении, посмотрев этот доклад на TED:

Посмотрите это видео, чтобы узнать о перистальтике толстой кишки:

Трехмерный обзор мышечной системы

В теле человека содержится 3 типа мышц:

Гладкие мышцы находятся в стенках многих органов, таких как желудок и кровеносные сосуды.

2.5. Строение и функции мышечной системы человека

2.5.1. Строение и основные свойства мышечной ткани

2.5.2. Строение, форма и классификация скелетных мышц

Мышцы человеческого тела | NORTHWAY Вильнюс

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АНАТОМИЯ МЫШЕЧНОЙ СИСТЕМЫ | СГИБАТЕЛИ БЕДРА

Мышечная система. Строение и функции мышц

Сборник 3D атласов по анатомии человека

Anatomy Learning — 3D анатомический атлас

BoneBox™ — Skull Viewer (обзор черепа)

Muscle Anatomy Pro — 3D-модели мышц

Скелет. 3D Анатомия — мобильная программа

Анатомия — 3D Атлас

Visual Anatomy Free — интерактивный атлас анатомии человека

Osseous System 3D (анатомия) — виртуальная модель скелета

Muscular System 3D (anatomy) — мобильная программа

3D внутренние органы (Анатомия) — мобильная программа

BioDigital Human — 3D Anatomy (3D анатомия)

Anatomyka — Interactive 3D Human Anatomy (интерактивная 3Д анатомия человека)

Complete Anatomy 2020 — iOS программа

Human body (male) VR 3D — мужская анатомическая модель

Virtual Human Body — модель человеческого тела

Корпорис — Анатомия человека по-русски

Orca Health — анатомическое 3Д-приложение

Organs Anatomy Pro — спланхнология в 3D

3D Muscle Anatomy — мышцы и кости в 3D

3D Organon Anatomy — Skeleton, Bones, and Ligaments (скелет, кости и связки)

Human Anatomy Atlas 2021 — виртуальное пособие по анатомии

Muscle Premium — мышцы 3D

Sharecare YOU — атлас для настольного компьютера

Строение и функции мышц. | Презентация к уроку биологии (8 класс) по теме:

Травматология и ортопедия

Наши больницы

мышечной системы человека | Функции, схемы и факты

Шея

Спина

Объяснение важности скелетных мышц

Выписка

Структура скелетных мышц | SEER Training

Сетевая структура опорно-двигательного аппарата человека формирует нейронных взаимодействий на нескольких временных масштабах

ВВЕДЕНИЕ

РЕЗУЛЬТАТЫ

Анатомическая мышечная сеть

Функциональная мышечная сеть

Сравнение анатомических и функциональных сетей

Модуляции, зависящие от задачи

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Сбор данных

Анатомическая мышечная сеть

Функциональная мышечная сеть

Структура сообщества

Сравнение функциональных сетей в разных условиях

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ССЫЛКИ И ПРИМЕЧАНИЯ

МЫШЕЧНАЯ СИСТЕМА

15.2: Знакомство с мышечной системой

Что такое мышечная система?

Структура и функции мышц

Гипертрофия и атрофия мышц

Взаимодействие с другими системами тела

Сводка

Обзор

Узнать больше

Трехмерный обзор мышечной системы

Добавить комментарий Отменить ответ