复杂的神经回路阻止你咬你的舌头

吃,就像呼吸和睡眠,似乎是一个相当基本的生物任务。然而,咀嚼需要舌头和下巴之间的复杂的相互作用,用舌头牙齿之间的定位食物然后每次移动的下巴夹磨起来。如果行为不协调的精确,嚼不幸最终将舌头咬比玉米煎饼。

杜克大学的研究人员使用了一个复杂的跟踪技术在老鼠大脑地图底层电路使进餐时间相对无痛。这项研究发表在6月3日eLife可以提供洞察各种人类行为,从夜间磨牙微笑或复杂的声音。

“咀嚼是一个活动,你可以有意识的控制,但如果你停止关注这些相互关联的大脑神经元实际上为你做这一切,”爱德华•斯坦内克IV表示主要研究作者和杜克大学医学院的研究生。“我们非常有兴趣了解这是如何工作的,第一步是找出这些神经元驻留的地方。”

先前的映射都产生一个相对模糊的照片这嚼控制中心。研究人员知道,下颚和舌头的肌肉的运动是由特殊神经元称为运动,这些都是反过来由另一组神经元称为前运动神经元。但这些关联的前运动神经元连接的确切性质motoneurons-has没有定义。

高级研究作者粉丝王博士,副教授神经生物学和杜克大学脑科学研究所的一员,已经映射神经回路在老鼠身上多年。在她的指导下,斯坦内克用狂犬病毒的一种特殊形式跟踪咀嚼运动的起源。

狂犬病毒的作品自然的向后跳跨神经元,直到它已经感染了整个大脑的受害者。在这项研究中,斯坦内克用基因残疾的狂犬病版本只能从运动的肌肉,然后回到前运动神经元。该病毒还包含一个绿色或红色荧光标记,使研究人员能够看到它降落后跳。

斯坦内克这些荧光标记病毒注入两个肌肉,舌头伸出的genioglossus肌肉和jaw-closing咬肌。他发现一群前运动神经元同时连接到运动神经元调节开口处和那些触发舌头突出。同样地,他发现另一组连接控制下颌运动关闭和那些负责舌头收回。结果显示一个简单的方法协调的运动通常保持的舌头和下颚舌头免受伤害。

“使用共享运动神经元控制多个肌肉运动系统的一般特征,”斯坦内克说。“其他研究大脑的休息,重要的是要记住这一点单个神经元可以在多个下游地区产生影响。”

研究者使用他们的技术有兴趣进一步跳回到老鼠大脑,最终将电路映射到大脑皮层。但首先他们计划深入了解运动前和运动神经元之间的连接。

“这只是一小步在理解这些orofacial运动的控制,”斯坦内克说。“我们只看着两块肌肉,至少有10个肌肉活跃在咀嚼,喝酒,和演讲。仍有很多工作要看这些其他肌肉,只有这样,我们才能得到一个完整的图片的这些所有的工作作为一个单元来协调这种行为,”斯坦内克说。