Больше, чем просто ходьба: новая роль центральной части мозга

На протяжении десятилетий считалось, что ключевая область мозга просто регулирует передвижение. Исследовательская группа из Биоцентра Базельского университета и Института биомедицинских исследований имени Фридриха Мишера (FMI) показала, что этот регион участвует не только в ходьбе, но и в разных популяциях нейронов, которые контролируют различные движения тела. Полученные данные могут помочь улучшить некоторые методы лечения болезни Паркинсона.


Даже обычная требует сложных движений, таких как изменение осанки и координация всех четырех конечностей. Ученым известно, что мезэнцефальная локомоторная область, которая является частью среднего мозга, участвует в регулировании ходьбы и других форм передвижения у многих видов животных. Но функция нейронов в этой области мозга оставалась спорной.

По-новому взглянув на мезэнцефалическую локомоторную область, исследователи во главе с профессором Сильвией Арбер, руководителем группы в FMI и Биоцентре Базельского университета, охарактеризовали отдельные нейронов, которые участвуют в движениях, помимо ходьбы.

Результаты, опубликованные в Клетка, призывают к переосмыслению роли этой ключевой части среднего мозга. «Было удивительно, что в этом регионе, который все эксперты связывают с движением, многие нейроны на самом деле не настроены на движение», – говорит Арбер.

Две нейронов активны во время движений тела, но не во время передвижения

Работая на мышах, исследователи использовали передовые методы для маркировки и измерения активности различных популяций возбуждающих нейронов в мезэнцефальной локомоторной области. Команда обнаружила две смешанные нейронов: одна посылает нейрональные проекции вниз к спинному мозгу, а другая соединяется в противоположном направлении с частями области мозга, называемыми базальными ганглиями. Нейроны, соединяющиеся со спинным мозгом, увеличивали свою активность, когда мыши вставали на дыбы, тогда как другая популяция становилась активной, когда животные двигали передними конечностями во время такого поведения, как уход за шерстью или обращение с объектами. Но исследователи обнаружили, что только небольшая часть этих нейронов включается во время передвижения.

Затем команда использовала метод, называемый оптогенетикой, в котором мозга генетически сконструированы так, чтобы реагировать на свет, чтобы либо активировать, либо заглушить определенные нейронов в мезэнцефальной локомоторной области. В серии экспериментов исследователи активировали нейроны, соединяющиеся с базальными ганглиями, когда мыши передвигались.

В результате животные перестали ходить, и все движения тела остановились. Вместо этого, когда исследователи включили нейроны, которые проецируются на спинной мозг, когда мыши остановились, животные вытянули вперед голову и передние конечности. Лишь в некоторых случаях, вытянув тело, грызуны начинали ходить. Когда эти нейроны были отключены, исследователи наблюдали противоположные поведенческие реакции.

Предыдущая работа группы Арбера указывает на то, что нейроны из мезэнцефальной локомоторной области, которые посылают свои проекции в область ствола мозга, называемую продолговатым мозгом, участвуют в контроле передвижения. Новое исследование предполагает, что те, которые напрямую связаны со спинным мозгом, вместо этого участвуют в регулировании разгибания тела и изменений положения тела, которые, вероятно, необходимы для инициации движения.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments