脊髓中發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)元協(xié)調(diào)我們的腳步

步行是最自然的運(yùn)動(dòng)。我們不假思索地向前邁出一只腳，然后又向前邁出另一只腳，不斷地推動(dòng)我們前進(jìn)。那么，如果我們沒有有意識(shí)地引導(dǎo)這種復(fù)雜的神經(jīng)和肌肉相互作用，那是什么?

“正如人們所預(yù)料的那樣，是大腦啟動(dòng)了運(yùn)動(dòng)。但它并不協(xié)調(diào)它，”哥倫比亞神經(jīng)科學(xué)家 George Mentis 博士說，他研究控制行走的電路，著眼于為患有慢性病的患者尋找新的治療方法。 ALS、SMA 和脊髓損傷。

哥倫比亞大學(xué)瓦格洛斯內(nèi)外科醫(yī)學(xué)院病理學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)(神經(jīng)病學(xué))副教授 Mentis 說，我們?cè)S多行走肌肉的協(xié)調(diào)是由脊髓中的神經(jīng)元處理的。

這是一項(xiàng)復(fù)雜的工作：通過精確的計(jì)時(shí)，這些神經(jīng)元必須發(fā)送信號(hào)，以便左右腿交替活動(dòng)——左、右、左、右——因此每條腿的屈肌和伸肌以交替的方式收縮。

大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為，如此復(fù)雜的任務(wù)只能由復(fù)雜的神經(jīng)元回路處理，不同類型的神經(jīng)元都做出了貢獻(xiàn)。這種稱為中央模式發(fā)生器的電路組件似乎在運(yùn)行。

但 Mentis 的最新研究表明，在這個(gè)電路組合中，只有一種類型的神經(jīng)元完全負(fù)責(zé)保持我們的雙腿步調(diào)一致。

就像小軍士一樣，如果沒有這些神經(jīng)元共同指揮“左、右、左、右”，我們將永遠(yuǎn)無法到達(dá)任何地方。

這些神經(jīng)元——正確地稱為腹側(cè)脊髓小腦束神經(jīng)元——與其他脊髓神經(jīng)元接觸并協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)肌肉的能力。

在這項(xiàng)新研究中，Mentis 和他的同事發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這些細(xì)胞在自由移動(dòng)的成年小鼠中被化學(xué)沉默時(shí)，這些動(dòng)物就不能再正常移動(dòng)了。藥物消退后，運(yùn)動(dòng)恢復(fù)正常。此外，通過光或藥物激活這些細(xì)胞可以誘導(dǎo)幼鼠的運(yùn)動(dòng)行為。“換句話說，這些神經(jīng)元對(duì)于運(yùn)動(dòng)行為來說既是必要的又是充分的，”Mentis 說，他的研究結(jié)果于 1 月份在Cell雜志上發(fā)表。

Mentis 還發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞是高度互連的，這一特性可能有助于它們產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)所需的復(fù)雜節(jié)奏模式的能力。

這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于為脊髓損傷或運(yùn)動(dòng)障礙患者開發(fā)新療法具有重要意義。

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