포유류에서 대부분의 성숙한 근육 외 골격근 섬유는 단 하나의 α 운동 뉴런에 의해서만 자극을받습니다. 운동 뉴런보다 훨씬 더 많은 근육 섬유가 있기 때문에, 개별 운동 축삭은 근육 내에서 분기하여 일반적으로 근육 내의 비교적 넓은 영역에 분포되어있는 많은 다른 섬유에서 시냅스를 이루어, 아마도 운동 유닛의 수축력이 확산되도록 보장합니다. 균등하게 (그림 16.4). 또한 이러한 배열은 하나 또는 몇 개의 α 운동 뉴런에 대한 손상이 근육의 활동을 크게 변화시킬 가능성을 줄입니다. 운동 뉴런에 의해 생성 된 활동 전위는 일반적으로 접촉하는 모든 근육 섬유의 임계 값을 가져 오기 때문에 단일 α 운동 뉴런과 관련 근육 섬유는 함께 운동을 생성하기 위해 활성화 될 수있는 가장 작은 힘 단위를 구성합니다. Sherrington은 α 운동 뉴런과 그것이 자극하는 근육 섬유 사이의이 근본적인 관계를 최초로 인식 한 사람으로,이 용어를 만들었습니다. 운동 유닛.

그림 16.4

운동 유닛. (A) 하부 운동 뉴런을 보여주는 다이어그램 (B) 각 운동 뉴런은 여러 근육 섬유와 시냅스를 이룹니다. 운동 뉴런과 접촉하는 섬유는 운동 단위를 정의합니다. 교차 (자세히 …)

운동 단위와 α 운동 뉴런 자체의 크기가 다릅니다. l α 운동 뉴런은 상대적으로 적은 근육 섬유를 자극하고 작은 힘을 생성하는 운동 단위를 형성하는 반면, 큰 운동 뉴런은 더 크고 강력한 운동 단위를 자극합니다. 운동 단위는 또한 그들이 자극하는 근육 섬유의 유형이 다릅니다. 대부분의 골격근에서 작은 운동 단위는 천천히 수축하는 작은 “빨간색”근육 섬유를 자극하고 상대적으로 작은 힘을 생성합니다. 이러한 작은 단위를 느린 (S) 운동 단위라고하며, 똑 바른 자세 유지와 같이 지속적인 근육 수축이 필요한 활동에 특히 중요합니다. 큰 α 운동 뉴런은 더 많은 힘을 생성하는 더 크고 창백한 근육 섬유를 자극합니다. 이 섬유는 미토콘드리아가 드물기 때문에 쉽게 피로 해집니다. 이러한 단위는 빠른 피로 (FF) 모터 단위라고하며 달리기 나 점프와 같이 큰 힘이 필요한 짧은 운동에 특히 중요합니다. 세 번째 유형의 모터 단위에는 다음과 같은 특성이 있습니다. 이 고속 피로 저항 (FR) 모터 장치는 중간 크기이며 FF 장치만큼 빠르지는 않습니다. 이름에서 알 수 있듯이 피로에 훨씬 더 강하고 느린 모터 장치보다 약 2 배의 힘을 생성합니다 (그림 16.5).

그림 16.5

세 가지 다른 유형의 모터 유닛의 힘과 피로도 비교. 각각의 경우 반응은 단일 운동 뉴런의 자극을 반영합니다. (A) 단일 운동 뉴런 활동 전위에 대한 반응으로 근육 긴장의 변화. (B) 긴장 (자세히 …)

다른 유형의 운동 단위 간의 이러한 차이는 신경계가 다양한 상황에 적합한 움직임을 생성하는 방법을 나타냅니다. 대부분의 근육에서 작고 느린 운동 유닛은 더 큰 유닛보다 활성화 임계 값이 낮으며 지속적인 노력 (예 : 서기)이 필요한 운동 활동 중에 긴장하게 활동합니다. 크고 빠른 모터 장치의 임계 값은 점프와 같이 큰 힘이 필요한 빠른 움직임이있을 때만 도달합니다. 다양한 종류의 운동 단위 간의 기능적 차이는 근육 그룹 간의 구조적 차이점을 설명합니다. 예를 들어, 가자미의 운동 단위 (대부분 작고 느린 단위로 구성된 자세에 중요한 근육)는 각 운동 뉴런에 대해 180 개의 근육 섬유의 평균 신경 분포 비율을 갖습니다. 대조적으로, 크고 작은 단위로 구성된 근육 인 비복근은 운동 뉴런 당 1000 ~ 2000 개의 근육 섬유의 신경 분포 비율을 가지며, 신체 위치의 갑작스러운 변화에 필요한 힘을 생성 할 수 있습니다. 다른 훈련 요법을 사용하는 운동 선수에게는 더 미묘한 변형이 있습니다. 따라서 근육 생검은 단거리 선수가 마라톤 선수보다 다리에 강력하지만 빠르게 피로를 느끼는 창백한 섬유의 비율이 더 높다는 것을 보여줍니다. 다른 차이점은 특정 근육의 고도로 전문화 된 기능과 관련이 있습니다. 예를 들어, 눈은 빠르고 정확한 움직임이 필요하지만 힘은 거의 없습니다. 결과적으로, 외안근 운동 단위는 매우 작고 (신경 분포 비율이 3!) 최대 속도로 수축 할 수있는 근육 섬유 비율이 매우 높습니다.