Los humanos caminamos con los pies. Esto es cierto, pero no del todo. Caminar, como parte de la locomoción, es un movimiento coordinado de todo el cuerpo que involucra tanto los brazos como las piernas. Investigadores del Biozentrum de la Universidad de Basilea y elEl Instituto Friedrich Miescher de Investigación Biomédica ha identificado diferentes subpoblaciones de neuronas en la médula espinal con proyecciones largas. Publicado en neurona , los resultados muestran que estas neuronas coordinan el movimiento de brazos y piernas y aseguran una postura corporal estable durante la locomoción.
El patrón locomotor consiste en una secuencia altamente controlada de contracciones musculares, que son controladas por circuitos neuronales en la médula espinal y el cerebro. El grupo de investigación de la profesora Silvia Arber en el Biozentrum de la Universidad de Basilea y el Instituto Friedrich MiescherPara Biomedical Research, ahora se revela que las neuronas específicas, de proyección larga, que atraviesan nuestra médula espinal, forman una base importante para la coordinación de las extremidades anteriores y posteriores. Estas neuronas acoplan las redes locales a largas distancias y por lo tanto aseguran la postura y el ritmo de nuestro cuerpo durante la locomoción.
Los circuitos neuronales en la médula espinal reflejan el patrón de caminar
Aunque los humanos se levantaron de la posición cuadrúpeda para ponerse de pie durante la evolución, aún se necesitan patrones de coordinación y alternancia de las cuatro extremidades para moverse eficientemente como en todas las demás especies cuadrúpedas ". Mostramos que el movimiento diametral de la parte delantera"y las extremidades posteriores se reflejan en los circuitos neuronales de la médula espinal", dice Ludwig Ruder, primer autor del estudio. Por lo tanto, los axones de la mayoría de las neuronas excitadoras cruzan la línea media de la médula espinal y entran en contacto con las redes contralaterales. En contraste, las neuronas inhibidoras se proyectan predominantementeen el mismo lado del cuerpo. El patrón diagonal y reflejado de las conexiones neuronales excitadoras es muy interesante cuando se observa la coordinación de brazos y piernas en un corredor como Usain Bolt. "Durante la carrera, no solo se mueven las piernas, sino que se sincronizan ydiametralmente también sus brazos, en completa coordinación entre ellos ", dice Ruder.
Las neuronas de proyección larga controlan los parámetros de locomoción de todo el cuerpo y distribuir información del cerebro
Para demostrar la importancia de las neuronas de proyección larga en la médula espinal para el patrón de caminata, los investigadores eliminaron selectivamente esas neuronas. "Al inactivar las neuronas de proyección larga espinal que unen las redes locales, no solo se deteriora la estabilidad y la velocidad durante la carrera,pero también los movimientos coordinados de las extremidades anteriores y posteriores se desmoronan a velocidades más altas ", dice Ruder. Curiosamente, los patrones de movimiento locales dentro de una sola extremidad no se ven afectados. Esto refuerza el papel específico de las neuronas proyectadas durante mucho tiempo en la regulación del movimiento de todo el cuerpo.
En el siguiente paso, el equipo de investigación observó que las neuronas con proyecciones largas transmiten sus señales a través de la médula espinal y reciben una gran cantidad de información de varias regiones del cerebro. Esta organización de neuronas de proyección larga y sus conexiones las ubica en una intersección importante entre la integracióninformación del cerebro y su distribución en la médula espinal.
Hasta ahora, los investigadores investigaron principalmente las redes espinales locales y su papel en el movimiento. Por el contrario, las neuronas con proyecciones largas no se han estudiado tanto ". Sin embargo, los resultados de nuestro nuevo estudio muestran que las neuronas proyectadas en la columna vertebral son largas.El cable exhibe un papel muy importante para la coordinación del patrón locomotor ", explica Silvia Arber." De ahora en adelante, planeamos investigar cómo el cerebro interactúa de manera diferente con las neuronas espinales locales y de larga proyección para controlarlas específicamente ".Los resultados pueden ser importantes para restaurar la funcionalidad después de las lesiones de la médula espinal.
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Materiales proporcionado por Universidad de Basilea . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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