Исследователи из Каролинска обнаружили, как мозговые цепи кодируют начало, продолжительность и внезапное изменение скорости передвижения. Исследование опубликовано в Neuron.

Локомоция — «передвижение» в форме ходьбы, бега или плавания — универсальное поведение, которое позволяет нам взаимодействовать с окружающим миром. Точный контроль начала и продолжительности локомоторного эпизода в сочетании с возможностью быстрого изменения силы и скорости являются ключевыми характеристиками гибкости локомоций . Например, мы можем внезапно изменить скорость нашего передвижения с медленной ходьбы на бег, чтобы приспособиться к окружающей среде.

«Используя рыбок данио в качестве модельной системы , наша предыдущая работа показала, что нейроны в спинном мозге , ответственные за выполнение движений, собраны в цепи , состоящие из трех модулей, которые действуют как механизмы переключения передач для увеличения скорости», — говорит Абдель Эль. Манира, профессор кафедры неврологии и автор статьи.

«Нерешенный вопрос, который остался нерешенным, заключается в том, как восходящие цепи, находящиеся в стволе мозга, кодируют и передают начало, продолжительность и изменение скорости движения этим исполнительным цепям в спинном мозге».

Важные выводы

Используя относительную доступность взрослых рыбок данио в сочетании с широким спектром методов, исследователи теперь могут выявить две мозговые цепи , которые кодируют начало, продолжительность и внезапное изменение скорости движения.

Цепи мозга представляют собой начальный шаг в последовательности команд, кодирующих начало, продолжительность, скорость и силу передвижения. Два показанных здесь потока команд с их прямым доступом к спинномозговым цепям позволяют животному перемещаться в окружающей среде, оценивая скорость и силу своих локомоторных движений, в то же время контролируя направленность. Эти механизмы у взрослых рыбок данио можно экстраполировать на модельные системы млекопитающих.

Отображение подключения

Следующим шагом будет картирование связей между этими мозговыми цепями и цепями в спинном мозге, управляющими движением.

Надеемся, что схема, обнаруженная в исследовании, поможет разработать новые терапевтические стратегии, направленные на восстановление двигательной функции после травматического повреждения спинного мозга.