요약: 연구자들은 대벌레가 걷는 동안 다리 근육을 어떻게 제어하는지 이해하는 데 진전을 이루었으며, 운동 뉴런 활성화에 대한 이전 가정에 도전했습니다. 그들의 연구에 따르면 대벌레 다리의 내림근을 활성화하는 뉴런은 다른 다리 근육과 달리 독특한 리드미컬한 자극을 받는 것으로 나타났습니다.
이 발견은 리듬 운동 생성에서 CPG(중앙 패턴 생성기)의 역할을 강조하고 운동 뉴런에 대한 영향이 각 뉴런 그룹에 제한된다는 것을 나타냅니다. 이 연구는 동물의 운동에 대한 이해를 발전시킬 뿐만 아니라 걷기 동작을 조정하는 데 있어 신경망의 복잡성을 강조합니다.
중요한 사실:
- 이 연구는 대벌레의 억압 운동 뉴런이 다른 다리 근육의 활성화 패턴과 달리 리드미컬하게 흥분된다는 것을 발견했습니다.
- 중앙 패턴 생성기(CPG)는 다양한 운동 뉴런 그룹에 특정 활성화를 제공하여 균일 효과 이론이 틀렸음을 폭로하는 것으로 나타났습니다.
- 이 연구는 보행 단계의 시작과 안정화를 위한 정확한 제어 메커니즘을 제안하면서 운동의 신경 기반에 대한 지식을 발전시켰습니다.
원천: 쾰른대학교
새로운 연구에서 쾰른 대학의 과학자들은 걷는 동안 다리 근육을 제어하는 대벌레의 신경 세포(뉴런)의 리드미컬한 활성화 메커니즘에 대한 새로운 통찰력을 얻었습니다.
연구자들은 비복근 내림근을 활성화하는 뉴런이 다른 다리 근육의 뉴런과 달리 리드미컬하게 흥분된다는 것을 보여주었습니다. 지금까지는 소위 모든 운동 뉴런이 중앙 신경망에 의해 동일한 방식으로 활성화되는 것으로 가정되어 왔습니다.
“걷는 곤충 다리 운동 뉴런의 중앙 패턴 생성 네트워크의 시냅스 구동은 운동 뉴런 개체군에 따라 다릅니다.”라는 제목의 이 연구는 저널에 게재되었습니다. 현재 생물학.
UCLA 연구팀은 동물의 움직임 생성, 특히 걷기와 같은 기본적인 운동 활동의 신경 기반을 조사하고 있습니다.
이를 위해 안스가 보쉬게스(Ansgar Boschges) 교수가 이끄는 팀은 걷기 동작의 생성 및 제어에 관한 신경계의 요구 사항이 동물계에서 매우 유사하기 때문에 곤충을 분석하고 있습니다.
예를 들어, 많은 동물의 중추신경계에는 달리기, 수영, 기어다니기, 날기와 같은 리드미컬한 운동 활동이든 식물 활동이든 다양한 형태의 움직임에 대한 리드미컬한 활동 패턴을 생성하기 위한 기초를 형성하는 네트워크가 있습니다. 기능. 호흡처럼.
이러한 고도로 전문화된 네트워크를 중앙 패턴 생성기(CPG)라고 합니다. 이는 고유수용기라고 불리는 감각 기관과 뉴런에서 받은 정보와 상호 작용하여 움직임을 위한 근육의 리드미컬한 운동 활동을 생성합니다. 고유수용체는 움직임을 보고하고 중추신경계에 정보를 제공합니다. 걷는 경우에는 곤충의 다리 위로 떨어지게 됩니다.
네트워크는 근육에 신경을 분포시키는 소위 운동 뉴런을 활성화함으로써 이를 수행합니다. 지금까지 이러한 운동 뉴런은 그들이 목표로 하는 모든 운동 뉴런에 동일한 효과를 갖는 것으로 가정되었습니다.
새로운 연구에서 Angelina Roth, Charalambos Mantziaris 박사, Boschges 교수는 곤충의 운동 활동에 대한 이러한 가정을 반박했습니다.
실험에서 과학자들은 대벌레의 중추신경계에 있는 CPG를 약리학적으로 활성화했습니다. 카라우시우스 마우로수스 그는 다리 근육에 신경을 분포시키는 운동 뉴런에 미치는 영향을 조사했습니다.
그들은 운동 뉴런의 다리 근육 그룹 중 하나만을 제외하고 모두 네트워크로부터 동일한 구동, 즉 CPG로부터의 리듬 억제 신호를 수신한다는 것을 발견했습니다.
비복근 내림근에 분포하는 운동 뉴런만이 위상성 흥분성 구동에 의해 제어됩니다. 흥미롭게도 비복근 내림근은 동물이 수평으로 위아래로 달리는지, 천장이나 나뭇가지 위에서 달리는지에 관계없이 걷는 상태에서 다리 자세를 생성하는 역할을 하는 곤충 근육입니다.
Boschges 교수는 “리듬적 자극과 이에 따른 CPG에 의한 이 운동 뉴런 집단의 특정 활성화는 하강근 수축의 정확한 타이밍을 보장하고 이에 따라 입각기의 시작과 안정화를 보장하는 역할을 할 수 있습니다”라고 설명했습니다.
자금조달: 이 연구는 독일연구재단(DFG)의 자금 지원을 받았습니다.
신경과학 연구 뉴스에 대하여
작가: 에바 시슬러
원천: 쾰른대학교
의사소통: Eva Schiesler – 쾰른 대학교
그림: 이미지 제공: 신경과학 뉴스
원래 검색: 오픈 액세스.
“걷는 곤충의 다리 운동뉴런의 중앙 패턴 생성 네트워크의 시냅스 구동은 운동뉴런 개체군에 따라 다릅니다.“Ansgar Boschges 외. 현재 생물학
요약
걷는 곤충의 다리 운동뉴런의 중앙 패턴 생성 네트워크의 시냅스 구동은 운동뉴런 개체군에 따라 다릅니다.
하이라이트
- 운동 뉴런의 CPG 네트워크의 시냅스 구동은 구체적입니다.
- 각도기, 결합 조직 및 지렛대의 운동 뉴런은 위상 억제 구동을 받습니다.
- 독점적으로, 감압 운동 뉴런은 위상성 흥분성 구동을 수신합니다.
요약
비행, 수영 또는 걷기와 같은 리듬 운동 활동은 작업별 운동 활동을 시작, 유지 및 조절하는 중추 신경계의 상위 센터와 중추 패턴 생성 신경 회로(CPG) 간의 상호 작용으로 인해 발생합니다. ) 가상의 리듬 운동 출력을 생성할 수 있으며, 마지막으로 기본 운동 활동을 기능으로 조절하는 감각 기관의 피드백을 생성할 수 있습니다.
이러한 맥락에서 CPG는 운동 뉴런(MN)에 위상 시냅스 구동을 제공하여 움직임을 위한 리듬 활동의 생성을 지원합니다.
우리는 Bacillus 곤충의 약리학적으로 활성화되고 결합형성 제제에서 CPG로부터 3개의 주요 다리 관절을 공급하는 다리 MN이 받은 시냅스 구동을 분석했습니다(카라우시우스 마우로수스). 우리는 모터 CPG가 위상 억제 시냅스 구동을 통해 6개의 다리 MN 중 5개의 강장제 활동을 모델링한다는 것을 보여주었습니다.
이는 흉부 전자 관절과 경대퇴 관절을 공급하는 길항 MN 어셈블리와 고관절(CTr) 관절을 공급하는 거근 MN 어셈블리입니다. 대조적으로, CTR 관절을 공급하는 내림근 MN의 리듬 활동은 주로 위상성 흥분성 구동에 의존하는 것으로 밝혀졌습니다.
이 차이는 보행 조건에서 다리 자세를 생성하는 내림근의 중추적인 역할과 관련이 있는 것 같습니다. 따라서 우리의 결과는 동일한 운동 시스템에서 MN 집단 간에 리듬 활동을 생성하기 위한 질적으로 다른 메커니즘이 존재한다는 증거를 제공합니다.
