background image

Fifth Stage 

Internal Medicine  

Dr. Abbas / Lec . 5 

 

 

Motor Control Systems

 

 

CORTICOSPINAL OR PYRAMIDAL SYSTEM 

The corticospinal tracts originate in neurones of the fifth cortical layer and terminate 
at motor nuclei of cranial nerves or at the lower border of L1 in spinal cord [anterior 

horn cells].  The nerve  pathways of particular clinical significance) congregate in the 

internal capsule and cross in the medulla (decussation of the pyramids), passing to 
the contralateral halves of the spinal cord as the lateral corticospinal tracts. This is 
the pyramidal system, disease of which causes upper motor neuron (UMN) lesions  
This system enables purposive, skilled,  strong and organized movement to take 
place. Defective function is recognized by a distinct pattern of loss of skilled 
voluntary movement, spasticity and reflex change. This is seen, for example, in a 

hemi paresis or hemiplegic 
  

 

 


background image

 

1-pyramidal drift 
Normally, the outstretched upper limbs are held symmetrically, even when the eyes 

are closed. With a pyramidal (UMN) lesion, when both upper limbs are held 
outstretched, palms uppermost, the affected limb drifts downwards and medially. 
The forearm tends to pronate and the fingers flex slightly. This sign is often first to 
occur, sometimes before weakness or reflex changes become obvious  
 

2-Weakness and loss of skilled movement 
unilateral pyramidal (UMN) lesion above the decussating in the medulla (e.g. an 
internal capsule infarct) causes weakness of the opposite limbs, i.e. contra lateral 

hemi paresis.. In the upper limb flexors remain stronger than extensors, while in the 
lower limb extensors remain stronger than flexors. In addition to weakness, there is 
loss of skilled movement. For example, fine finger and toe control diminishes. Muscle 
wasting (except from disuse) is not a feature of pyramidal lesions. Muscles remain 
normally excitable electrically.  

 
3-Increase in tone [spasticity ] 
acute lesion of one pyramidal tract (e.g. the internal capsule stroke) causes initially 
flaccid paralysis, and loss of tendon reflexes.  
Increase in tone follows within several days owing to loss of the inhibitory effect of 

the corticospinal pathways and an increase in spinal reflex activity. The pattern is 
characterized by changing resistance to passive movement - the sudden clasp-knife 
effect. The relevant tendon reflexes become exaggerated and clonus evident.  
 
4-Changes in superficial reflexes 
The normal flexor plantar response becomes extensor (a positive Babinski). The 
stimulus should be unpleasant (an orange-stick is the correct instrument). An 

extensor plantar is certain when dorsiflexion of the great toe is accompanied by 
fanning (abduction) of adjacent toes. Abdominal (and cremasteric reflexes) are 

abolished on the affected side.  

 
 


background image

 

EXTRAPYRAMIDAL SYSTEM 

The extrapyramidal system facilitates fast, fluid movements that the corticospinal 

system has generated. Defective function is recognized usually by slowness 
(bradykinesia), stiffness (rigidity) and/or disorders of movement (rest tremor, chorea 
and other dyskinesias). Frequently, one sign (e.g. stiffness, tremor or chorea) will 
predominate 
The extrapyramidal system is a general term without an absolute definition for motor 

structures of the basal ganglia, i.e. corpus striatum (caudate nucleus + globus 
pallidus + putamen), subthalamic nucleus, substantia nigra and parts of the 
thalamus. 
 In basal ganglia/extrapyramidal disorders, either or both of two features become 
apparent in the limbs and axial muscles:  
reduction in speed, known as bradykinesia (slow movement) or akinesia (no 
movement), with muscle rigidity  

involuntary movements (e.g. tremor, chorea, hemiballismus, athetosis, dystonia).  
Lesions of the extrapyramidal system produce an increase in tone, which is not an 
exaggerated response to stretch but is continuous throughout the range of 
movement at any speed of stretch ('lead pipe' rigidity). Involuntary movements are 

also a feature of extrapyramidal lesions  

tremor combined with rigidity produces typical 'cogwheel' rigidity.  
Rapid movements are slowed and clumsy (bradykinesia).  
Extrapyramidal lesions also cause postural instability, precipitating falls.  
 
Chorea, athetosis, ballism and dystonia  
 Jerky, small-amplitude, purposeless involuntary movements are termed 'chorea' (the 
Greek for 'dance').; they suggest disease in the caudate nucleus  
More dramatic ballistic movements of the limbs usually occur unilaterally 

(hemiballismus) in vascular lesions of the subthalamic structures.  
Slower writhing movements of the limbs are called athetosis. These are often 
combined with chorea (and have a similar list of causes) and are then termed 
'choreo-athetoid' movements.  
 


background image

 

CEREBELLUM 

The cerebellum and its connections have a role in coordinating smooth movement 

initiated by the corticospinal system, and in the regulation of balance.  
 
Cerebellar lesions 
Expanding mass lesions within the cerebellum  
1. obstruct the aqueduct to cause hydrocephalus, with severe pressure headaches, 

vomiting and papilloedema. 
2. Coning of the cerebellar tonsils) through the foramen magnum and respiratory 
arrest occur, often within hours. Rarely,  
3. tonic seizures (sudden attacks of limb stiffness) occur.  
 
Lateral cerebellar lobes lesions 
1-causes disruption of the normal sequence of movements (dyssynergia) on the 

same side 
2-The outstretched arm is held still in the early stages of a cerebellar lesion (cf. the 
drift of a pyramidal lesion) but there is rebound upward overshoot when the limb is 
pressed downwards and released. 

3-Gait becomes broad and ataxic; the patient falters towards the lesion, tremor and 

ataxia. 
4-Movement is imprecise in direction, in force and in distance (dysmetria). Rapid 
alternating movements (tapping, clapping or rotary hand movements) are clumsy 
and disorganized (dysdiadochokinesis). Intention tremor (action tremor, with past-
pointing) is seen. Speed of movement is preserved, cf. extrapyramidal disease 
5-Nystagmus: Coarse horizontal nystagmus develops with lateral cerebellar lobe 
lesions - the fast component towards the lesion.  
6-Dysarthria: A halting, jerking dysarthria occurs - the scanning speech of cerebellar 

lesions (usually bilateral).  
 
Other signs 
Titubation - rhythmic head tremor in either to and fro ('yes-yes') movements or 
rotary ('no-no') movements - also occurs,  


background image

 

Hypotonia (floppy limbs) and depression of reflexes (and slow, pendular reflexes) are 
also sometimes seen with cerebellar disease 

 
Midline cerebellar lesions 
Midline cerebellar vermis lesions have a dramatic effect on trunk and axial 
musculature-difficulty standing and sitting unsupported, with a rolling, broad, ataxic 
gait (truncal ataxia).  

 
The LMN is the motor pathway from anterior horn cell (or cranial nerve nucleus) via 
peripheral nerve to motor endplate 

 
Signs of a lower motor neurone lesion 
1) Weakness 
2) Wasting  
3) Hypotonia 

4) Reflex loss 
5) Fasciculation 
long term effects:       
6) Contractures of muscle 
7) Trophic changes in skin and nails 

 
Signs of lower motor neurone lesion 
These are seen in voluntary muscles, which depend upon an intact nerve supply to 
produce movement and for metabolic integrity. Signs follow rapidly if the LMN is 
interrupted (). Muscle wasting appears within 3 weeks. Fasciculation (visible 
twitching) occurs - due to contractions of denervated single motor units. Fibrillation 
potentials are seen when denervated muscle is sampled electrically 

 

Thank you,,, 




رفعت المحاضرة من قبل: Mubark Wilkins
المشاهدات: لقد قام عضوان و 143 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل