bản tóm tắt: Các nhà nghiên cứu đã đạt được tiến bộ trong việc tìm hiểu cách côn trùng dính điều khiển cơ chân khi đi bộ, thách thức các giả định trước đây về kích hoạt tế bào thần kinh vận động. Nghiên cứu của họ tiết lộ rằng các tế bào thần kinh kích hoạt cơ ức chế ở chân côn trùng dính nhận được sự kích thích nhịp nhàng độc đáo, không giống như các cơ chân khác.

Phát hiện này nhấn mạnh vai trò của bộ tạo mô hình trung tâm (CPG) trong việc tạo ra các chuyển động nhịp nhàng và chỉ ra rằng ảnh hưởng của chúng đối với tế bào thần kinh vận động chỉ giới hạn ở mỗi nhóm tế bào thần kinh. Nghiên cứu này không chỉ nâng cao hiểu biết của chúng ta về sự vận động của động vật mà còn nhấn mạnh sự phức tạp của mạng lưới thần kinh trong việc phối hợp các chuyển động đi bộ.

Sự kiện chính:

1. Nghiên cứu cho thấy các tế bào thần kinh vận động ức chế ở côn trùng dính bị kích thích nhịp nhàng, trái ngược với kiểu kích hoạt của các cơ chân khác.
2. Trình tạo mô hình trung tâm (CPG) đã được chứng minh là cung cấp khả năng kích hoạt cụ thể cho các nhóm tế bào thần kinh vận động khác nhau, làm sáng tỏ lý thuyết về hiệu ứng đồng nhất.
3. Nghiên cứu này nâng cao kiến ​​thức của chúng ta về cơ sở thần kinh của sự vận động, đề xuất các cơ chế kiểm soát chính xác để bắt đầu và ổn định các giai đoạn đi bộ.

nguồn: Đại học Köln

Trong một nghiên cứu mới, các nhà khoa học từ Đại học Cologne đã thu được những hiểu biết mới về cơ chế kích hoạt nhịp nhàng của các tế bào thần kinh (tế bào thần kinh) ở côn trùng dính điều khiển cơ chân trong khi đi bộ.

Các nhà nghiên cứu cho thấy các tế bào thần kinh kích hoạt cơ ức chế ở chân bị kích thích nhịp nhàng, không giống như các tế bào thần kinh ở các cơ chân khác. Cho đến nay, người ta cho rằng tất cả cái gọi là nơ-ron vận động đều được kích hoạt theo cách giống nhau bởi mạng lưới thần kinh trung ương.

Nghiên cứu có tiêu đề “Ổ khớp thần kinh của mạng lưới tạo mô hình trung tâm của tế bào thần kinh vận động ở chân côn trùng biết đi dành riêng cho quần thể tế bào thần kinh vận động,” đã được công bố trên tạp chí. Sinh học hiện tại.

Nhóm nghiên cứu tại UCLA đang nghiên cứu nền tảng thần kinh của việc tạo ra chuyển động ở động vật, đặc biệt là những hoạt động vận động cơ bản như đi bộ.

Với mục đích này, nhóm do Giáo sư Tiến sĩ Ansgar Boschges dẫn đầu đang phân tích côn trùng, cùng với các lập luận khác, vì các yêu cầu của hệ thần kinh liên quan đến việc tạo ra và kiểm soát các chuyển động đi bộ rất giống nhau trong thế giới động vật.

Ví dụ, ở nhiều loài động vật, có các mạng lưới trong hệ thần kinh trung ương làm cơ sở cho việc tạo ra các mô hình hoạt động nhịp nhàng cho nhiều hình thức chuyển động, cho dù là hoạt động vận động nhịp nhàng như chạy, bơi, bò và bay hay cho các chức năng thực vật. Giống như hơi thở.

Các mạng có tính chuyên môn cao này được gọi là mạng tạo mẫu trung tâm (CPG). Nó tạo ra hoạt động vận động nhịp nhàng của các cơ để chuyển động bằng cách tương tác với thông tin nhận được từ các cơ quan cảm giác và tế bào thần kinh được gọi là cơ quan cảm thụ bản thể; Cơ quan cảm thụ bản thể báo cáo các chuyển động và thông báo cho hệ thần kinh trung ương. Trong trường hợp đi lại, chúng rơi vào chân côn trùng.

Các mạng thực hiện điều này bằng cách kích hoạt cái gọi là tế bào thần kinh vận động cung cấp năng lượng cho cơ bắp. Cho đến nay, người ta cho rằng những nơ-ron vận động như vậy có tác dụng tương tự đối với tất cả các nơ-ron vận động mà chúng nhắm tới.

Trong nghiên cứu mới của họ, Angelina Roth, Tiến sĩ Charalambos Mantziaris và Giáo sư Boschges bác bỏ giả định này về hoạt động vận động của côn trùng.

Trong các thí nghiệm của mình, các nhà khoa học đã kích hoạt CPG về mặt dược lý trong hệ thần kinh trung ương của côn trùng dính Carausius Maurosus Ông đã nghiên cứu tác dụng của nó đối với các tế bào thần kinh vận động chi phối cơ bắp ở chân của mình.

Họ phát hiện ra rằng tất cả các nhóm tế bào thần kinh vận động ngoại trừ một trong các nhóm tế bào thần kinh vận động ở cơ chân đều nhận được một động lực giống hệt nhau từ mạng lưới: tín hiệu ức chế nhịp nhàng từ CPG.

Chỉ có các tế bào thần kinh vận động, chi phối cơ ức chế cơ bụng chân, mới được điều khiển bởi cơ chế kích thích pha. Điều thú vị là, cơ ức chế cơ bụng chân chính là cơ côn trùng chịu trách nhiệm tạo ra tư thế chân trong bất kỳ điều kiện đi lại nào – bất kể con vật chạy lên hay chạy xuống theo chiều ngang, trên trần nhà hay trên cành cây.

Giáo sư Boschges giải thích: “Sự kích thích theo nhịp điệu và do đó kích hoạt cụ thể quần thể tế bào thần kinh vận động này bằng CPG có thể giúp đảm bảo thời gian chính xác của sự co cơ ức chế và do đó khởi phát và ổn định giai đoạn đứng”.

Tài chính: Nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ nghiên cứu Đức (DFG).

Về tin tức nghiên cứu khoa học thần kinh này

tác giả: Eva Schiesler
nguồn: Đại học Köln
giao tiếp: Eva Schiesler – Đại học Cologne
hình ảnh: Hình ảnh được ghi có vào Tin tức khoa học thần kinh

Tìm kiếm ban đầu: Mở quyền truy cập.
“Ổ khớp thần kinh của mạng lưới tạo mô hình trung tâm của tế bào thần kinh vận động ở chân của côn trùng biết đi là đặc trưng cho quần thể tế bào thần kinh vận động“Bởi Ansgar Boschges và cộng sự. Sinh học hiện tại

---

một bản tóm tắt

Ổ khớp thần kinh của mạng lưới tạo mô hình trung tâm của tế bào thần kinh vận động ở chân của côn trùng biết đi là đặc trưng cho quần thể tế bào thần kinh vận động

Điểm nổi bật

• Ổ đĩa khớp thần kinh của mạng CPG cuống motoneuron dành riêng cho việc lắp ráp
• Các nơ-ron vận động của thước đo góc, mô liên kết và đòn bẩy nhận dẫn động ức chế pha
• Đặc biệt, tế bào thần kinh vận động ức chế nhận được ổ kích thích pha

bản tóm tắt

Hoạt động vận động nhịp nhàng, chẳng hạn như bay, bơi hoặc đi bộ, là kết quả của sự tương tác giữa các trung tâm cao hơn trong hệ thần kinh trung ương, khởi tạo, duy trì và điều chỉnh hoạt động vận động theo nhiệm vụ cụ thể và các mạch thần kinh tạo ra mô hình trung tâm (CPG). ) có thể tạo ra các đầu ra vận động nhịp nhàng ảo và cuối cùng là phản hồi từ các cơ quan cảm giác điều chỉnh hoạt động vận động cơ bản theo chức năng.

Trong bối cảnh này, CPG cung cấp ổ khớp thần kinh phasic cho các tế bào thần kinh vận động (MN), do đó hỗ trợ việc tạo ra hoạt động nhịp nhàng cho chuyển động.

Chúng tôi đã phân tích ổ khớp thần kinh mà các MN chân nhận được cung cấp cho ba khớp chân chính từ CPG trong các chế phẩm khử mô và kích hoạt dược lý của côn trùng dính (Carausius Maurosus). Chúng tôi đã chỉ ra rằng CPG động cơ mô hình hóa hoạt động bổ của năm trong số sáu MN chân thông qua ổ khớp thần kinh ức chế pha.

Đây là các tổ hợp MN đối kháng cung cấp cho khớp ngực-trochanteric và khớp chày đùi và tập hợp cơ nâng MN cung cấp cho khớp coxa-trochanteric (CTr). Ngược lại, hoạt động nhịp nhàng của máng ức chế MN cấp máu cho khớp CTR được phát hiện là chủ yếu phụ thuộc vào ổ kích thích pha.

Sự khác biệt này có thể liên quan đến vai trò then chốt của cơ ức chế trong việc tạo ra tư thế chân trong bất kỳ trạng thái đi bộ nào. Do đó, kết quả của chúng tôi cung cấp bằng chứng cho sự tồn tại của các cơ chế khác nhau về chất lượng để tạo ra hoạt động nhịp nhàng giữa các quần thể MN trong cùng một hệ thống vận động.