就像微型教官一样,脊髓中的神经元协调我们的行动
走路是最自然的运动。我们不假思索地向前迈了一步,然后又向前迈了一步,一步又一步,推动着我们向前。那么,如果我们没有有意识地指挥神经和肌肉之间复杂的相互作用,那是什么呢?
正如人们所料,是大脑启动了运动。哥伦比亚大学神经科学家乔治·门蒂斯博士说。他研究控制行走的神经回路,目的是为ALS、SMA和ALS患者寻找新的治疗方法脊髓损伤.
我们许多行走肌肉的协调是由神经元病理学和神经科学的副教授门蒂斯说细胞生物学(神经学)在哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医生学院。
这是一项复杂的工作:有了精确的时间,这些神经元必须发送信号,使左右腿交替活动——左、右、左、右——因此每条腿的屈肌和伸肌以交替的方式收缩。
大多数科学家认为,如此复杂的任务只能由复杂的神经元电路来处理,并由不同类型的神经元作出贡献。这种被称为中央模式发生器的电路组合似乎起着主导作用。
但梅蒂斯的最新研究表明,在这组回路中,只有一种类型的神经元完全负责保持我们的双腿步调一致。
就像小小的教官,如果没有这些神经元集体指挥,“左,右,左,右”,我们就永远不会到达任何地方。
这些神经元被正确地称为脊髓小脑束腹侧神经元,它们与其他脊髓神经元联系,协调肌肉运动的能力。
在新的研究中,门蒂斯和他的同事们发现,在自由活动的成年小鼠中,当这些细胞被化学方法抑制后,这些动物就不能正常活动了。药效消失后,他又恢复了正常活动。此外,光或药物激活这些细胞可以诱导幼鼠的运动行为。“换句话说,这些神经元对运动行为既必要又充分,”梅蒂斯说细胞.
曼提斯还发现细胞高度相互联系,这一特性可能有助于它们产生运动所必需的复杂节奏模式的能力。
这些发现对于脊髓损伤或运动障碍患者的新疗法的开发具有重要意义。
“例如,连接大脑和大脑可能还不够脊髓在脊髓切断的人群中,”梅蒂斯说。“我们的研究结果表明,你还必须恢复腹侧脊髓小脑束神经元的适当活动,以确保中央模式生成器正常工作。一切都必须在刺激某些神经元和抑制其他神经元之间保持紧密平衡。如果这平衡就不会有协调行动。”
这篇论文的题目是“腹侧脊髓小脑束神经元对哺乳动物运动的控制”。
进一步探索