十月23,2017

脑干中发现高速运动神经元

想想在阳光明媚的周日下午悠闲散步或全速奔跑在周一早上乘搭公车上班是两个极端。两种形式的运动都需要在手臂和腿部之间实现完美的相互作用,但是发生这种运动的速度却截然不同。西尔维娅·阿尔伯(Silvia Arber)的小组现在表明,脑干中一种特定的神经细胞类型对于实现高速运动至关重要。

包括运动在内的各种形式的身体运动都在神经系统的多个级别进行控制。最终的移动指挥网络位于 。在那里,称为运动神经元的神经细胞将运动信号传递到肌肉纤维,以使其收缩。但是,仅靠脊髓并不能使您运动。这在完全脊髓损伤的患者中被神经支配的身体部位瘫痪时可以清楚地看到。 受伤以下。

脑干在控制运动中起重要作用

脊髓回路从大脑接收有关何时以及如何进行运动的关键指令。最近的工作越来越清楚地表明,脑干中的神经元在动作控制中起着基本作用。简而言之,大脑最尾部的神经元命令控制运动并决定应如何执行运动。但是,为什么要揭示这些原则如此困难?

事实证明,识别脑干神经元特定功能的关键在于细胞类型的仔细分解。这就是Silvia Arber和她的团队如何提供重要的新见解的结果,这些见解已于今天发表在 性质.

科学家在小鼠中证明,脑干确实是具有清晰身份的不同神经元的混合物。脑干神经元可通过其释放的神经递质解离。它们的区别还在于它们在脑干中的位置,与脊髓中神经元的连接以及它们从其他大脑区域获得的输入。最有趣的是,以盐和胡椒粉混合在一起,正向调节的所谓兴奋性神经元与负向调节相邻, 在研究的脑干区域。令人惊讶的是,如果将所有这些神经元一起研究,就引发的运动程序就不会出现清晰的模式。

具有明显运动功能的神经元混杂在一起

Paber Capelli是Arber研究小组的博士研究生,也是该研究的第一作者,他记得该项目最激动人心的突破是当他开始分别研究鉴定出的神经元细胞类型时:“当我们激活神经元后,在一小部分释放出兴奋性神经递质谷氨酸。脑干的一个区域称为旁旁巨细胞核(LPGi),但在其他邻近区域则没有,我们在短等待时间内可靠地诱导了全身运动。”相反,如果神经生物学家激活了混合的抑制性神经元,他们会观察到快速的减速。正如卡佩利指出的那样,“看到脑干中的一组神经元如何引发完整的运动程序来招募前肢和后肢以及所有参与的肌肉,而这与自然运动没有区别,这绝对令人着迷。”进一步的实验表明,在自然过程中还需要识别出的兴奋性神经元,其刺激引起运动。 高速。没有这些 ,不再可能高效地高速运行。

这些发现为更好地了解运动控制过程中脑干中的神经元基础提供了重要的一步。西尔维娅·阿尔伯(Silvia Arber)评论:“我们现在知道,运动中的不同运动功能 历史上被混合的神经元亚群的多样性所掩盖。只有将它们分为这些亚群,才能揭示它们的功能。”从长远来看,这些发现也可能为干预由于较高运动中心缺陷而导致运动障碍的疾病(如帕金森氏病)提供切入点。



更多信息: Paolo Capelli等。尾脑干的运动速度控制电路 性质 (2017)。 DOI:10.1038 / nature24064
期刊信息: 性质

引文: 在脑干中发现高速运动神经元(2017年10月23日) 2021年1月7日检索 from //xasqxhb.com/news/2017-10-high-speed-locomotion-neurons-brainstem.html
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