تكشف الرؤى العصبية أسرار الحركة

ملخص: من خلال تحدي الافتراضات السابقة حول تنشيط الخلايا العصبية الحركية، حقق الباحثون تقدمًا كبيرًا في فهم كيفية تحكم الحشرات العصوية في عضلات أرجلها أثناء المشي. تكشف دراستهم أن الخلايا العصبية التي تنشط عضلة الإجهاد في ساق الحشرة العصوية تتلقى إثارة إيقاعية فريدة من نوعها على عكس عضلات الساق الأخرى.

يسلط هذا الاكتشاف الضوء على دور مولدات النمط المركزي (CPGs) في توليد الحركات الإيقاعية، ويشير إلى أن تأثيرها على الخلايا العصبية الحركية يقتصر على كل مجموعة من الخلايا العصبية. هذا البحث لا يحسن فهمنا لحركة الحيوانات فحسب، بل يؤكد أيضًا على مدى تعقيد الشبكات العصبية المشاركة في تنسيق حركات المشي.

مفتاح الحقائق:

1. ووجدت الدراسة أن الخلايا العصبية الحركية للعضلة الخافضة في الحشرات العصوية تكون متحمسة بشكل إيقاعي، على عكس نمط التنشيط لعضلات الساق الأخرى.
2. لقد ثبت أن مولدات النمط المركزي (CPGs) توفر تنشيطًا محددًا لمجموعات مختلفة من الخلايا العصبية الحركية، مما يدحض نظرية التأثير الموحد.
3. يعزز هذا البحث معرفتنا بالأساس العصبي للحركة، ويقترح آليات تحكم دقيقة لبدء واستقرار مراحل المشي.

مصدر: جامعة كولونيا

في دراسة جديدة، حصل العلماء في جامعة كولونيا على رؤى جديدة حول آلية التنشيط الإيقاعي للخلايا العصبية (الخلايا العصبية) في الحشرات العصوية التي تتحكم في عضلات الساق أثناء المشي.

وأظهر الباحثون أنه على عكس عضلات الساق الأخرى، فإن الخلايا العصبية التي تنشط عضلة الإجهاد في الساق تكون متحمسة بشكل إيقاعي. حتى الآن، كان يُعتقد أن كل ما يسمى بالخلايا العصبية الحركية يتم تنشيطها بنفس الطريقة بواسطة الشبكات العصبية المركزية.

نُشرت الدراسة تحت عنوان “خصوصية مجموعة الخلايا العصبية الحركية المتشابكة لشبكات توليد النمط المركزية لساق الخلايا العصبية الحركية لحشرة تمشي”. علم الأحياء الحالي.

تبحث مجموعة أبحاث جامعة كاليفورنيا في الأسس العصبية لتوليد الحركة في الحيوانات، وخاصة تلك الأنشطة الحركية الأساسية مثل المشي.

ولهذا الغرض، يقوم الفريق بقيادة البروفيسور الدكتور أنسجار بوشجيس بتحليل الحشرات، ومن بين الحجج الأخرى، أن متطلبات الجهاز العصبي لتوليد حركات المشي والتحكم فيها متشابهة جدًا في جميع أنحاء المملكة الحيوانية.

على سبيل المثال، توجد في العديد من الحيوانات شبكات في الجهاز العصبي المركزي تشكل الأساس لتطور أنماط النشاط الإيقاعي للعديد من أنواع الحركة، مثل النشاط الحركي الإيقاعي مثل الجري والسباحة والزحف والطيران، أو النشاط النباتي. التنفس الخ.

ويشار إلى هذه الشبكات المتخصصة للغاية باسم مولدات النمط المركزي (CPGs). أنها تولد النشاط الحركي الإيقاعي للعضلات لتوصيل المعلومات من الأعضاء الحسية، والخلايا العصبية تسمى مستقبلات الحس العميق؛ تشير مستقبلات الحس العميق إلى الحركات والإشارات إلى الجهاز العصبي المركزي. وفي حالة المشي فهي تقع على أرجل وأقدام الحشرة.

تقوم الشبكات بذلك عن طريق تنشيط ما يسمى بالخلايا العصبية الحركية التي تعصب العضلات. حتى الآن، كان من المفترض أن مثل هذه الخلايا العصبية الحركية لها نفس التأثير على جميع الخلايا العصبية الحركية التي تستهدفها.

وفي دراستهم الجديدة، رفضت أنجلينا روث والدكتور سارالامبوس مونتسياريس والبروفيسور بوش هذا الافتراض حول النشاط الحركي للحشرات.

وفي تجاربهم، قام العلماء بتنشيط CPGs دوائيًا في الجهاز العصبي المركزي للحشرة العصوية. كاراسيوس موروسوس وتحقق من تأثيرها على الخلايا العصبية الحركية التي تعصب عضلات ساقه.

ووجدوا أن جميع مجموعات الخلايا العصبية الحركية في عضلات الساق، باستثناء مجموعة واحدة، تلقت نفس الحركة من الشبكات: إشارات مثبطة إيقاعية من CPGs.

فقط الخلايا العصبية الحركية التي تعصب العضلة الخافضة للساق يتم التحكم فيها عن طريق الحركة الاستثارية الطورية. ومن المثير للاهتمام أن العضلة الخافضة للساق هي عضلة الحشرة التي تخلق وضعية الساق أثناء المشي، بغض النظر عما إذا كان الحيوان يركض أفقيًا، أو على السطح، أو على فرع.

وأوضح البروفيسور بوشجيس: “إن التنشيط المحدد لهذه الخلية العصبية الحركية عن طريق الإثارة الإيقاعية و CPGs يساعد على ضمان التوقيت الصحيح لتقلص العضلة الخافضة، وبالتالي بدء الموقف واستقراره”.

تمويل: تم تمويل هذه الدراسة من قبل مؤسسة الأبحاث الألمانية (DFG).

حول أخبار أبحاث علم الأعصاب هذه

مؤلف: إيفا سكيسلر
مصدر: جامعة كولونيا
اتصال: إيفا شيسلر – جامعة كولونيا
صورة: يُنسب الفيلم إلى Neuronews

البحث الأصلي: الوصول المفتوح.
“المحرك المتشابك للشبكات التي تشكل قلب الخلايا العصبية الحركية لساق الحشرة المتحركة هو خاص بتجمع الخلايا العصبية الحركية.أنسكار بوشز وآخرون. علم الأحياء الحالي

ملخص

المحرك المتشابك للشبكات التي تشكل قلب الخلايا العصبية الحركية لساق الحشرة المتحركة هو خاص بتجمع الخلايا العصبية الحركية.

يسلط الضوء

• تحدد شبكات CpG مجموعة المحركات المتشابكة للخلايا العصبية الحركية للساق
• تتلقى الخلايا العصبية الحركية المنقلة والضامة والرافعة محركًا مثبطًا طوريًا.
• حصريًا، تتلقى الخلايا العصبية الحركية الخافضة نشاطًا استثاريًا طوريًا

ملخص

النشاط الحركي الإيقاعي، مثل الطيران أو السباحة أو المشي، هو نتيجة للتفاعلات بين المراكز العليا في الجهاز العصبي المركزي التي تبدأ وتحافظ على وتغير الدوائر العصبية (CPGs) التي تشكل نشاطًا حركيًا خاصًا بمهمة معينة. ) التي قد تنتج مخرجات محرك إيقاعي افتراضي، وأخيرًا، ردود فعل من الأعضاء الحسية التي تعدل النشاط الحركي الأساسي إلى عمل.

في هذا السياق، توفر CPGs محركًا متشابكًا طوريًا للخلايا العصبية الحركية (MNs)، وبالتالي تدعم توليد النشاط الإيقاعي للحركة.

تتلقى MNs الساق التي تزود مفاصل الساق الثلاثة الرئيسية محركًا متشابكًا من CPGs في المستحضرات المنشطة دوائيًا والمزيلة للحشرة العصوية (كاراسيوس موروسوس) يُظهر أن CPGs الحركية تشكل النشاط المنشط لخمسة من ستة تجمعات MN للساق من خلال محرك متشابك مثبط طوري.

هذه هي حمامات MN المعاكسة التي تزود المفصل الصدري-المحوري والمفصل الفخذي وحوض الرافعة MN الذي يزود المفصل الكوكسا-المدوري (CTr). في المقابل، وجد أن النشاط الإيقاعي لحوض MN الخافض الذي يغذي المفصل Ctr يعتمد بشكل أساسي على محرك استثاري طوري.

قد يكون هذا الاختلاف مرتبطًا بالدور المهم الذي تلعبه العضلة الخافضة في تحديد وضعية الساق أثناء أي نشاط للمشي. وبالتالي، فإن نتائجنا تقدم دليلاً على وجود آليات مختلفة نوعياً لتوليد النشاط الإيقاعي بين تجمعات MN داخل نفس النظام الحركي.