Az idegi betekintések felfedik a mozgás titkait

összefoglaló: A kutatók előrehaladást értek el annak megértésében, hogy a botos rovarok hogyan irányítják lábizmokat járás közben, megkérdőjelezve a motoros neuronok aktiválásával kapcsolatos korábbi feltételezéseket. Tanulmányuk feltárja, hogy a botrovar lábában a nyomóizmot aktiváló neuronok egyedi ritmikus gerjesztést kapnak, ellentétben a többi lábizmommal.

Ez a megállapítás rávilágít a központi mintázatgenerátorok (CPG) szerepére a ritmikus mozgások létrehozásában, és azt jelzi, hogy a motoros neuronokra gyakorolt ​​hatásuk az egyes neuroncsoportokra korlátozódik. Ez a kutatás nemcsak az állatok mozgásának megértését segíti elő, hanem rávilágít a neurális hálózatok összetettségére is a sétáló mozgások koordinálásában.

Legfontosabb tényeket:

1. A tanulmány megállapította, hogy a botos rovarok depressziós motoros neuronjai ritmikusan gerjesztődnek, ellentétben a többi lábizmok aktivációs mintájával.
2. Kimutatták, hogy a központi mintázat generátorok (CPG) specifikus aktiválást biztosítanak a motoros neuronok különböző csoportjai számára, megdöntve az egységes hatás elméletét.
3. Ez a kutatás továbbfejleszti ismereteinket a mozgás neurális alapjairól, pontos szabályozási mechanizmusokat sugallva a járási fázisok elindításához és stabilizálásához.

forrás: Kölni Egyetem

Egy új tanulmányban a Kölni Egyetem tudósai új betekintést nyertek az idegsejtek (neuronok) ritmikus aktiválódásának mechanizmusába olyan pálcás rovarokban, amelyek járás közben szabályozzák a lábizmokat.

A kutatók kimutatták, hogy a lábban a nyomóizmot aktiváló neuronok ritmikusan izgatnak, nem úgy, mint a többi lábizmoban. Eddig azt feltételezték, hogy az összes úgynevezett motoros neuront egyformán aktiválják a központi neurális hálózatok.

A folyóiratban publikálták a „Sétáló rovarláb motoneuronjainak központi mintázat-generáló hálózatainak szinaptikus hajtása a motoneuron populációra jellemző” című tanulmányt. Jelenlegi biológia.

Az UCLA kutatócsoportja az állatok mozgásgenerálásának idegi hátterét vizsgálja, különösen az olyan alapvető motoros tevékenységeket, mint a séta.

Ennek érdekében a Prof. Dr. Ansgar Boschges vezette csapat többek között rovarokat is elemzi, mivel az idegrendszer követelményei a sétamozgások generálásával és szabályozásával kapcsolatban nagyon hasonlóak az állatvilágban.

Sok állatban például vannak olyan hálózatok a központi idegrendszerben, amelyek a ritmikus aktivitási minták létrehozásának hátterében állnak számos mozgásforma számára, legyen szó ritmikus mozgási tevékenységről, például futásról, úszásról, kúszásról és repülésről, vagy vegetatív funkciókról. Mint a légzés.

Ezeket a rendkívül speciális hálózatokat központi mintagenerátoroknak (CPG) nevezik. Létrehozza az izmok ritmikus motoros aktivitását a mozgáshoz azáltal, hogy kölcsönhatásba lép az érzékszervektől és a proprioceptoroknak nevezett neuronoktól kapott információkkal; A proprioceptorok jelentik a mozgásokat és tájékoztatják a központi idegrendszert. Séta esetén a rovar lábára esnek.

A hálózatok ezt úgy teszik, hogy aktiválják az úgynevezett motoros neuronokat, amelyek beidegzik az izmokat. Eddig azt feltételezték, hogy az ilyen motoros neuronok ugyanolyan hatással vannak az összes általuk megcélzott motoros neuronra.

Angelina Roth, Dr. Charalambos Mantziaris és Boschges professzor új tanulmányukban cáfolja ezt a rovarok mozgásszervi aktivitására vonatkozó feltételezést.

Kísérleteik során a tudósok farmakológiailag aktiválták a CPG-ket a botos rovar központi idegrendszerében Carausius Maurosus Megvizsgálta a lábizmokat beidegző motoros neuronokra gyakorolt ​​hatását.

Azt találták, hogy a motoros neuronok lábizomcsoportjai egy kivételével azonos hajtást kapnak a hálózatoktól: ritmikus gátló jeleket a CPG-ktől.

Csak azokat a motoros neuronokat, amelyek beidegzik a depressor gastrocnemius izmot, irányítja a fázisos serkentő hajtás. Érdekes módon a depressor gastrocnemius izom pontosan az a rovarizom, amely felelős a lábtartás kialakításáért bármilyen járás közben – függetlenül attól, hogy az állat vízszintesen, a mennyezeten vagy egy ágon fut fel vagy le.

„A ritmikus gerjesztés és ezáltal a motoros neuronpopuláció CPG-k általi specifikus aktiválása biztosíthatja a depresszorizom összehúzódásának pontos időzítését, és ezáltal az állásfázis kezdetét és stabilizálását” – magyarázta Boschges professzor.

Finanszírozás: A tanulmányt a Német Kutatási Alapítvány (DFG) finanszírozta.

Erről az idegtudományi kutatási hírről

szerző: Schiesler Éva
forrás: Kölni Egyetem
kommunikáció: Eva Schiesler – Kölni Egyetem
kép: A kép a Neuroscience News jóvoltából

Eredeti keresés: Nyílt hozzáférésű.
„A sétáló rovar láb motoneuronjainak központi mintázatot generáló hálózatainak szinaptikus hajtása a motoneuron populációra jellemző.„Ansgar Boschges et al. Jelenlegi biológia

összefoglaló

A sétáló rovar láb motoneuronjainak központi mintázatot generáló hálózatainak szinaptikus hajtása a motoneuron populációra jellemző.

Kiemelések

• A motoneuron szár CPG hálózatainak szinaptikus hajtása összeállítás-specifikus
• A szögmérő, a kötőszövet és a kar motoros neuronjai fázisgátló hajtást kapnak
• Kizárólag a depresszor motoros neuronok kapnak fázisos gerjesztő hajtást

összefoglaló

A ritmikus motoros aktivitás, mint például a repülés, úszás vagy séta, a központi idegrendszer magasabb központjainak kölcsönhatásából ered, amelyek elindítják, fenntartják és módosítják a feladatspecifikus motoros aktivitást, valamint a központi mintázatot generáló idegi áramkörök (CPG) között. ), amelyek virtuális ritmikus motoros kimeneteket generálhatnak, és végül visszajelzést az érzékszervekből, amelyek az alapvető motoros aktivitást a funkció felé modulálják.

Ebben az összefüggésben a CPG-k fázisos szinaptikus hajtást biztosítanak a motoros neuronoknak (MN), így támogatva a mozgás ritmikus aktivitásának létrehozását.

Elemeztük a három fő lábízületet CPG-kből tápláló láb MN-ek által kapott szinaptikus késztetést a pálcika rovarok farmakológiailag aktivált és dezmoplasztikus készítményeiben.Carausius Maurosus). Kimutattuk, hogy a motoros CPG-k a hat lábú MN közül ötnek a tónusos aktivitását modellezik a fázisos gátló szinaptikus hajtással.

Ezek a mellkas-trochanterikus ízületet és a tibiofemoralis ízületet ellátó antagonista MN-szerelvények, valamint a coxa-trochanterikus (CTr) ízületet ellátó levator MN-szerelvények. Ezzel szemben a CTR ízületet tápláló depresszor MN ritmikus aktivitása elsősorban a fázisos serkentő késztetéstől függ.

Ez a különbség valószínűleg összefügg a nyomóizom kulcsfontosságú szerepével a lábtartás kialakításában bármilyen járás közben. Eredményeink tehát bizonyítékot szolgáltatnak arra, hogy minőségileg eltérő mechanizmusok léteznek ritmikus aktivitás generálására az MN populációk között ugyanabban a motoros rendszerben.