การทำงานผิดปกติ ของ เซลล์ประสาทสั่งการแกมมา

ภาวะกล้ามเนื้อตึงตัวน้อย (hypotonia) อาจเกิดเพราะความเสียหายต่อเซลล์ประสาทสั่งการอัลฟา หรือต่อเส้นใยประสาทนำเข้า Ia ที่ส่งข้อมูลความรู้สึกซึ่งทำให้กล้ามเนื้อตึงตัวน้อยลงภาวะตรงกันข้าม คือ ภาวะกล้ามเนื้อตึงตัวมาก (hypertonia) อาจเป็นเพราะความเสียหายต่อวิถีประสาทที่ส่งจากสมองมาสุดที่ไขสันหลังซึ่งเพิ่มความตึงตัวกล้ามเนื้อเพราะเพิ่มการตอบสนองของเซลล์ประสาทสั่งการอัลฟาต่อกระแสประสาทจากเส้นใยประสาทรับความรู้สึก Ia

การหดเกร็งกล้ามเนื้อ/กล้ามเนื้อกระตุกอาจเกิดจากความไม่สมดุลของการส่งกระแสประสาทระหว่างเซลล์ประสาทสั่งการอัลฟากับแกมมา คือ อันใดอันหนึ่งส่งกระแสประสาทเกินความไม่สมดุลเกิดจากข้อมูลที่ไม่แม่นยำจากกระสวยกล้ามเนื้อคือเซลล์ประสาทรับความรู้สึกส่งข้อมูลที่ผิดพลาดไปยังสมองและไขสันหลังยกตัวอย่างเช่น ถ้าคนไข้มีเซลล์ประสาทสั่งการแกมมาที่ทำงานเกิน ก็จะทำให้ร่างกายฝืนการเคลื่อนไหวเพราะเหตุภายนอก (เช่น คนอื่นทำให้เคลื่อน) มากเกิน เป็นภาวะที่อาจเรียกว่า ภาวะหดเกร็ง (spasticity)ซึ่งมักพบในบุคคลที่มีระบบประสาทชั้นสูงกว่าเสียหายโดยมีผลต่อวิถีประสาทที่ส่งจากสมองลงมายังไขสันหลังซึ่งบางครั้งทำให้ gamma bias (เป็นการส่งกระแสประสาทอย่างต่อเนื่องของเซลล์ประสาทสั่งการแกมมาบางกลุ่ม) มากหรือน้อยกว่าปกติสำหรับคนไข้ที่มีเกิน ปลายประสาทรับความรู้สึกภายในกระสวยกล้ามเนื้อก็จะส่งกระแสประสาทเกินทำให้กล้ามเนื้อเกร็งตัวเกินกว่าเหมาะสมซึ่งอาจก่อภาวะหดเกร็งตามที่ว่า[9]

เซลล์ประสาทสั่งการแกมมาช่วยรักษากระสวยกล้ามเนื้อให้ตึง เป็นการปรับความไวของมันดังนั้น ถ้าเซลล์ไม่ส่งกระแสประสาทอย่างสมควร กล้ามเนื้ออาจเคลื่อนไหวได้ไม่ดีโดยจะมีผลต่อการทำงานละเอียด ๆ เช่นที่ทำด้วยนิ้วและตามากที่สุด เพราะกระสวยกล้ามเนื้อที่ไม่ตึงจะขัดขวางไม่ให้มันรับรู้การยืดของกล้ามเนื้อซึ่งก็หมายความว่า จะเคลื่อนไหวอย่างแม่นยำไม่ได้รอยโรคที่วิถีประสาทซึ่งส่งลงมาที่เซลล์ประสาทสั่งการล่างของแขน จะทำให้คนไข้ไม่สามารถทำการที่ละเอียดอ่อนได้

ในคลินิก สามารถตรวจบุคคลที่มี gamma gain เกินหรือน้อยเกินไปโดยขยับแขนของคนไข้gamma gain เป็นกระบวนการที่ความเร่ง ความเร็ว และความยาวของกล้ามเนื้อเพิ่มขึ้นอย่างสมดุล ทำให้สามารถเคลื่อนไหวอย่างแม่นยำได้ในสถานการณ์ที่สมควรถ้าสามารถงอแขนคนไข้ที่ข้อศอกไป ๆ มา ๆ ได้ยาก คนไข้เรียกว่ามี gamma gain เกิน และถ้างอได้ง่ายเกิน คนไข้เรียกว่ามี gamma gain น้อยเกิน

ออสซิลโลสโคปสามารถใช้วัดศักยะงานของแอกซอนจากเซลล์ประสาทสั่งการเพื่อประเมินการทำงานของกล้ามเนื้อโดยทั่วไปถึงแม้จะไม่สามารถแยกแยะระหว่างเซลล์ประสาทสั่งการอัลฟากับแกมมา แต่ก็ช่วยให้เห็นว่าเซลล์ประสาทสั่งการทำงานปกติดีหรือไม่ถ้ามีกระแสประสาทจากสมองในอัตราน้อยลง เซลล์ประสาทสั่งการจำนวนน้อยลงและขนาดเล็กลงจะทำงาน ทำให้กล้ามเนื้ออกแรงได้น้อยซึ่งเห็นได้ด้วยออสซิลโลสโคปเพราะมียอดตามแกนวายที่ต่ำกว่า