Нейроны в спинном мозге координируют ходьбу
Ходьба кажется одним из самых естественных движений. Тем не менее, неврологи десятилетиями пытались понять, как наша нервная система координирует сложное взаимодействие нервов и мышц, обеспечивающее локомоцию.
До недавнего времени исследователи предполагали, что за этот процесс отвечает большое разнообразие нейронных цепей в мозге. Однако новое исследование, проведенное под руководством Колумбийского университета, показало, что один тип нейронов - нейроны вентрального спиноцеребеллярного тракта - полностью отвечает за то, чтобы наши ноги были на одной ноге.
"Как и следовало ожидать, именно мозг инициирует локомоцию. Но он не координирует ее", - говорит старший автор исследования Джордж Ментис, нейробиолог из Колумбийского университета, который изучает нейронные цепи, контролирующие ходьбу, чтобы найти новые методы лечения пациентов с такими заболеваниями, как травмы спинного мозга, боковой амиотрофический склероз или спинальная мышечная атрофия.
По мнению профессора Ментиса и его коллег, координация наших многочисленных мышц, отвечающих за ходьбу, осуществляется нейронами в спинном мозге. Если эти нейроны вентрального спиноцеребеллярного тракта у свободно двигающихся взрослых мышей были отключены, животные не могли нормально двигаться.
Более того, если активировать нейроны светом или наркотиками, они могли надежно вызывать локомоторное поведение у молодых мышей.
"Другими словами, эти нейроны одновременно необходимы и достаточны для локомоторного поведения", - сказал Ментис.
Исследователи также обнаружили, что эти нейроны сильно взаимосвязаны, что, вероятно, способствует их способности генерировать сложные ритмические паттерны, поддерживающие локомоцию.
Эти результаты могут иметь важное применение в медицине, помогая разрабатывать новые методы лечения пациентов с двигательными расстройствами или травмами спинного мозга. Исследование опубликовано в журнале Cell.
"Например, людям с поврежденным спинным мозгом может быть недостаточно соединить головной и спинной мозг. Наши результаты показывают, что необходимо также восстановить правильную активность нейронов вентрального спиноцеребеллярного тракта, чтобы обеспечить правильную работу центрального генератора паттернов. Все должно быть строго сбалансировано между возбуждением одних нейронов и торможением других. Если этот баланс нарушен, у вас не будет скоординированных движений", - пояснил Ментис.
