科学家地图随意运动的关键brain-to-spinal索神经连接

研究人员试图帮助人们患有脊髓损伤或中风后瘫痪映射关键brain-to-spinal绳驱动自主运动神经连接在前肢,科学家指出,开发允许他们开始寻找特定的修复策略。

吉田裕的研究,博士和他的同事们在辛辛那提儿童医院医疗中心是一个重要的一步恢复电机电路来帮助受伤后运动功能恢复或疾病损害中枢神经系统,科学家们报告细胞的报道。

“这项研究中描述的映射应该允许我们探索corticospinal-spinal中间神经原连接好的修复和恢复自主运动的目标,”吉田说,首席研究员在发育生物学的部门。”更多的研究是必要的在人类治疗是可行的,但这些信息是非常有用的为未来的维修策略。我们现在知道,电路需要修理。”

科学家们说,它将花费数年为额外的调查工作当前的发现治疗相关。吉田和他的同事正在进行新的研究建立在当前的研究中确定的基本神经体系结构。他们想达到这些电路可以重建刺激运动机能的恢复中枢神经系统损伤。

皮质脊髓的示意图

一直知之甚少如何皮质脊髓的神经网络之间的连接大脑和脊髓的组织和功能。看似简单的任务,如达到或抓住需要精确的感觉和运动之间的协调信息传播通过这些协调连接,根据研究人员。

地图这个连接在当前的研究中,科学家们在实验室研究这些电路mice-taking利用类似皮质脊髓的连接在灵长类动物,猫科动物,啮齿动物。

最初由他的研究小组从先前的研究工作和其他人来说,吉田和他的同事们能够跟踪从大脑皮质脊髓的连接大脑皮层附近的头顶到脊髓。他们还追踪皮质脊髓的电路使用鼠标的组织和功能基因,和一种病毒示踪(de-armed狂犬病毒),允许调查人员强调,捕捉这些链接的图像。

连接跟踪通过所谓的大脑内部的胶囊,然后到达大脑的尾髓质略高于脊髓。他们从那里进入脊髓,周游深处的脊柱继续向下伸出,使额外的连接。

吉田说他的团队能够开发的地图皮质脊髓的神经元控制前翼和感觉神经冲动。他们还发现了特定的神经元控制不同的技术动作。

在这些领域,科学家们展示了神经纤维连接到特定的运动神经元之间的中间神经元和传输脉冲触发技能的动作。这包括神经纤维表达一个叫做Chx10转录因子(指示其他基因的调节基因打开或关闭启动生物功能)。

Chx10与神经系统功能在身体的其他部位,包括眼睛。当研究者们沉默Chx10只在颈脊髓,它阻碍了对食物的动物的能力。

感知的重要性

研究者还强调了对皮质脊髓神经元的连接控制动物的前肢感觉皮层的能力意识和外在刺激转换成电脉冲。他们说,与皮质脊髓的运动皮层神经元直接触发某个熟练的动作,皮质脊髓的感觉皮层神经元不直接连接到前运动神经元。相反,他们直接连接到其他脊髓中间神经元表达的基因称为Vglut3。

这是很重要的,因为当科学家抑制神经元表达Vglut3颈脊髓,它也造成赤字的动物的抓取和释放食物颗粒的能力,以及其他面向目标的任务。

主要合作者在这项研究包括前兆研究的科学家们对胚胎科技(赶快)日本科学技术振兴机构,日本新泻大学大脑研究所和辛辛那提大学医学中心。