ملخص: اكتشف الباحثون الآليات الرئيسية في الدماغ التي تتحكم في بدء الحركة. تلعب المنطقة الحركية للدماغ المتوسط (MLR)، وهي منطقة قديمة ومحفوظة في الدماغ، دورًا مهمًا في بدء الحركات مثل المشي والطيران والسباحة.
استخدمت الدراسة شفافية دماغ يرقات الزرد لرصد ورسم خريطة للدوائر العصبية التي تدفع الحركة إلى الأمام. يتمتع هذا الاكتشاف بإمكانيات هائلة في فهم ومعالجة العجز الحركي لدى الأشخاص المصابين بمرض باركنسون.
مفتاح الحقائق:
- تعتبر المنطقة الحركية للدماغ المتوسط (MLR) في الدماغ ضرورية لبدء مجموعة واسعة من الحركات، من المشي إلى السباحة، عبر الفقاريات المختلفة.
- طور الباحثون طريقة جديدة لرصد انتشار النبضات العصبية في هياكل الحركة في الدماغ باستخدام شفافية دماغ يرقات الزرد.
- ترتبط شدة تحفيز MLR بقوة الحركة إلى الأمام في الزرد، والتي وجدت الدراسة أنها توفر نظرة ثاقبة للتغيرات في المشية في الحيوانات المائية والبرية.
مصدر: معهد باريس للدماغ
بالنسبة لأولئك المحظوظين الذين تمكنوا من المشي بشكل طبيعي، فإن التجوال هو سلوك متوقع لا نفترض أنه ينطوي على عمليات معقدة وغير إرادية إلى حد ما.
يوضح مارتن كوربو دانو، زميل ما بعد الدكتوراه في معهد باريس للدماغ: “تتحرك الحيوانات لاستكشاف بيئتها بحثًا عن الطعام، أو للتواصل مع الآخرين أو بدافع الفضول. لكن الخطر أو الحافز المؤلم يمكن أن ينشط أيضًا استجابة الطيران التلقائية”. .
وفي كلتا الحالتين، يعتمد بدء الحركة على تنشيط ما يسمى بالخلايا العصبية المسيطرة على الشبكية النخاعية، والتي تشكل شبكة مترابطة في جذع الدماغ، أي الجزء الخلفي من الدماغ.
تنقل هذه الخلايا العصبية الإشارات العصبية بين الدماغ والحبل الشوكي وهي ضرورية للتحكم الحركي في الأطراف والجذع وتنسيق الحركة.
في الجزء العلوي من الخلايا العصبية الشبكية النخاعية توجد المنطقة الحركية للدماغ المتوسط (MLR)، والتي في الحيوانات، يحفز تحفيزها الحركة إلى الأمام. تم العثور عليها في العديد من الفقاريات، بما في ذلك القرود والخنازير الغينية والقطط والسلمندر والجلكيات.
ويضيف: “نظرًا لأن دور MLR محفوظ في العديد من أنواع الفقاريات، فإننا نفترض أنه جزء قديم من تطورها – وهو ضروري لبدء المشي أو الجري أو الطيران أو السباحة”.
“لكن حتى الآن، لم نكن نعرف كيف تنقل هذه المنطقة المعلومات إلى الخلايا العصبية الشبكية النخاعية. وقد منعنا هذا من الحصول على رؤية عالمية للآليات التي تساعد العمود الفقري على تحريك نفسه، وبالتالي الإشارة إلى الحالات الشاذة المحتملة في هذا الأمر الرائع”. الات.
المحطة التجريبية تفتح أبوابها
تعد دراسة بدء الحركة أمرًا صعبًا بعض الشيء: لا يمكن الوصول بسهولة إلى الخلايا العصبية الموجودة في جذع الدماغ ومن الصعب ملاحظة نشاطها في الجسم الحي في حيوان متحرك. ولحل هذه المشكلة، طور مارتن جاربو تانو طريقة جديدة لتحفيز مناطق صغيرة في الدماغ.
جنبا إلى جنب مع ماتيلد لابوا، دكتوراه. استخدم الباحثون، كطالبة في مجموعة كلير فيارد في معهد باريس للدماغ، شفافية دماغ يرقات الزرد لتحديد الهياكل المشاركة في الحركة في اتجاه مجرى MLR وتتبع انتشار النبضات العصبية.
هذه الطريقة، المستوحاة من عمل معاونهم ريجيون دوباك في جامعة مونتريال، أتاحت لهم تحقيق العديد من الاكتشافات المهمة.
“عندما يتحرك الحيوان بشكل عفوي، ولكن استجابة لمحفز بصري، لاحظنا أنه يتم تحفيز الخلايا العصبية في المنطقة الحركية للدماغ المتوسط. وهي تعمل من خلال الجسر والنخاع، الجزء المركزي من جذع الدماغ، لتنشيط مجموعة فرعية من الخلايا العصبية الشبكية النخاعية تسمى “V2a.”
“تتحكم هذه الخلايا العصبية في التفاصيل الدقيقة للحركة، مثل البدء والتوقف وتغيير الاتجاه. وهي توفر بطريقة ما تعليمات التوجيه! كشف العمل السابق على الفئران أن الخلايا العصبية الشبكية النخاعية تتحكم في الدوران؛ اكتشف مارتن وماتيلد دوائر التحكم التي تحفز الحركة للأمام “، تقول كلير ويارد
الدماغ المتوسط، تركيز الشدة
لفهم تأثيرات هذه الآلية على حركات يرقات الزرد بشكل أفضل، قام الباحثون بتحفيزها تجريبيًا عن طريق تحفيز المنطقة الحركية للدماغ المتوسط. ولاحظوا أن مدة وشدة الحركة الأمامية كانت مرتبطة بكثافة التحفيز.
“يمكن للأربعة أرجل أن تتبنى مجموعة متنوعة من المشيات مثل المشي أو الهرولة أو الركض السريع. ويضيف مارتن جاربو تانو: “لكن الحيوانات المائية تمثل أيضًا تغيرات سلوكية”.
“نعتقد أن MLR له دور في تكثيف الحركة الذي لاحظناه في الزرد.”
لأول مرة، أتاح هذا العمل رسم خريطة للدوائر العصبية المشاركة في بدء الحركة إلى الأمام، وهو نشاط ضعيف لدى المرضى المصابين بمرض باركنسون.
وهذه خطوة أساسية في تسليط الضوء على آليات التحكم الحركي في الحبل الشوكي العلوي. يومًا ما، سيكون من الممكن تحديد جميع الخلايا العصبية الشبكية الشوكية والتحكم فيها بشكل فردي، ونمذجة وظائف الحركة بالتفصيل، وتصحيح الأعطال.
حول أخبار أبحاث علم الأعصاب هذه
مؤلف: ماري سيمون
مصدر: معهد باريس للدماغ
اتصال: ماري سيمون – معهد باريس للدماغ
صورة: يُنسب الفيلم إلى Neuronews
البحث الأصلي: تظهر النتائج علم الأعصاب الطبيعي
“متعصب للموسيقى. مستكشف متواضع جدا. محلل. متعصب للسفر. مدرس تلفزيوني متطرف. لاعب.”