Исследователи из Каролинского университета раскрыли, как мозговые цепи кодируют начало, продолжительность и внезапное изменение скорости передвижения. Исследование опубликовано в журнале Neuron.

Локомоция — "передвижение" в форме ходьбы, бега или плавания — это универсальное поведение, которое позволяет нам взаимодействовать с окружающим миром. Точный контроль начала и продолжительности двигательного эпизода в сочетании со способностью быстро изменять силу и скорость являются ключевыми характеристиками гибкости передвижения. Например, мы можем внезапно изменить скорость нашего передвижения с медленной ходьбы на бег, чтобы приспособиться к нашему окружению.

"Используя рыбок Данио в качестве модельной системы, наша предыдущая работа показала, что нейроны в спинном мозге, ответственные за выполнение локомоции, собраны в схемы, состоящие из трех модулей, которые действуют как механизмы переключения передач для увеличения скорости", - говорит Абдель Эль Манира, профессор кафедры неврологии, и автор-корреспондент статьи.

"Нерешенный вопрос, который остается нерешенным, заключается в том, как восходящие цепи, находящиеся в стволе головного мозга, кодируют и передают начало, продолжительность и изменение скорости движения этим исполнительным цепям в спинном мозге".

Важные выводы

Используя относительную доступность взрослых рыбок Данио в сочетании с широким спектром методов, исследователи теперь могут выявить две мозговые цепи, которые кодируют начало, продолжительность и внезапное изменение скорости движения.

Мозговые цепи представляют собой начальный шаг в последовательности команд, кодирующих начало, продолжительность, скорость и энергичность передвижения. Два потока команд, показанные здесь, с их прямым доступом к спинномозговым цепям, позволяют животному ориентироваться в окружающей среде, оценивая скорость и силу своих двигательных движений, в то же время контролируя направленность. Эти механизмы у взрослых рыбок Данио могут быть экстраполированы на модельные системы млекопитающих.

Картографическая связь

Следующим шагом будет составление карты связи между этими мозговыми цепями и цепями в спинном мозге, управляющими передвижением.

Надеемся, что схема, выявленная в исследовании, может помочь в разработке новых терапевтических стратегий, направленных на восстановление двигательной функции после травматического повреждения спинного мозга.