Una subpoblación claramente definida de neuronas en el tronco encefálico es esencial para ejecutar la locomoción a altas velocidades. Curiosamente, estas neuronas de alta velocidad se entremezclan con otras que pueden provocar una detención inmediata. Cómo los grupos definidos de neuronas del tronco encefálico pueden regular aspectos importantes del motor completoprogramas, informa un estudio realizado por investigadores del Biozentrum en la Universidad de Basilea y el Instituto Friedrich Miescher de Investigación Biomédica FMI. Naturaleza ha publicado los resultados
Piense en usted dando un paseo casual en un soleado domingo por la tarde o corriendo a toda velocidad para tomar un autobús para trabajar el lunes por la mañana como dos extremos. Ambas formas de locomoción implican una interacción perfecta entre brazos y piernas, pero la velocidad alo que sucede es notablemente diferente. Un equipo de investigación dirigido por Silvia Arber, profesora en el Biozentrum de la Universidad de Basilea y líder de grupo senior en la FMI, ahora muestra que un tipo particular de células nerviosas en el tronco encefálico es esencial para implementarvelocidad de locomoción.
Todas las formas de movimiento del cuerpo, incluida la locomoción, se controlan en varios niveles del sistema nervioso. La red de comando definitiva para el movimiento reside en la médula espinal. Allí, las células nerviosas llamadas neuronas motoras transmiten una señal motora a las fibras musculares para contraerlasPero la médula espinal por sí sola no puede hacer que te muevas. Esto se puede ver claramente en pacientes con lesión medular completa que están paralizados en partes del cuerpo inervadas por neuronas motoras debajo de la lesión.
Brainstem juega un papel importante en el control del movimiento
Los circuitos espinales reciben instrucciones clave del cerebro sobre cuándo y cómo realizar un movimiento. El trabajo reciente deja cada vez más claro que las neuronas en el tronco encefálico desempeñan papeles fundamentales en el rompecabezas para comprender el control de la acción. Simplemente hablando, las neuronas en este nivel más caudalLa región del cerebro alberga comandos para controlar diversas formas de movimiento y para dictar cómo se deben ejecutar los movimientos. Pero, ¿por qué ha sido tan difícil revelar estos principios?
La clave para identificar funciones específicas de las neuronas del tronco encefálico resulta ser un desenredado muy cuidadoso de los tipos de células. Así es como Silvia Arber y su equipo proporcionan nuevas ideas importantes que se publicaron hoy en día Naturaleza
Todo depende del tipo de neurona y su ubicación
Los científicos demostraron en ratones con métodos sofisticados que el tronco encefálico es de hecho una mezcla de diferentes neuronas con identidades claras. Las neuronas del tronco encefálico eran disociables por el neurotransmisor que liberan. También diferían por su ubicación en el tronco encefálico, por las conexiones que hacen paraneuronas en la médula espinal, y por las entradas que reciben de otras regiones del cerebro. Lo más intrigante, mezclado en un patrón de sal y pimienta, sintonizando positivamente las llamadas neuronas excitadoras están justo al lado de las neuronas inhibidoras de sintonización negativa en el tronco encefálico estudiadoregiones. Sorprendentemente, si todas estas neuronas se estudiaran juntas, no surgiría un patrón claro con respecto al programa motor provocado.
Las neuronas con distintas funciones locomotoras se entremezclan
Paolo Capelli, estudiante de doctorado en el grupo de Arber y primer autor del estudio, recuerda que el avance más emocionante del proyecto fue cuando comenzó a estudiar los tipos de células neuronales identificadas por separado: "Cuando activamos las neuronas liberando el neurotransmisor excitador glutamato enEn una pequeña región del tronco encefálico llamada núcleo paragigantocelular lateral LPGi, pero no en otras regiones vecinas, indujimos de manera confiable la locomoción de todo el cuerpo con una latencia corta.Como señala Capelli, "fue absolutamente fascinante ver cómo una población de neuronas en el tronco encefálico puede provocar un programa motor completo que recluta las extremidades anteriores y posteriores y todos los músculos involucrados de manera indistinguible de la locomoción natural". Experimentos adicionales demostraron queLas neuronas excitadoras identificadas, cuya estimulación provoca la locomoción, también son necesarias duranteLocomoción natural a altas velocidades.Sin estas neuronas, el funcionamiento eficiente a altas velocidades ya no era posible.
Desenredar los tipos de neuronas cruciales para la comprensión
Estos hallazgos brindan un importante paso adelante para una mejor comprensión de las bases neuronales que funcionan en el tronco encefálico durante el control del movimiento. Silvia Arber comenta: "Ahora sabemos que las diferentes funciones locomotoras en el tronco encefálico estuvieron históricamente enmascaradas por la diversidadde subpoblaciones neuronales entremezcladas. Solo una vez que las divide en estas subpoblaciones, puede revelar su función ". A la larga, estos hallazgos también pueden proporcionar un punto de entrada para intervenir en enfermedades en las que el movimiento se ve afectado por defectos en los centros motores superiores.como en la enfermedad de Parkinson.
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Materiales proporcionado por Universidad de Basilea . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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