Insights neurais revelam os segredos do movimento

resumo: Os pesquisadores fizeram progressos na compreensão de como os bichos-pau controlam os músculos das pernas enquanto caminham, desafiando suposições anteriores sobre a ativação dos neurônios motores. Seu estudo revela que os neurônios que ativam o músculo depressor na perna do bicho-pau recebem uma excitação rítmica única, ao contrário de outros músculos da perna.

Esta descoberta destaca o papel dos geradores de padrões centrais (CPGs) na produção de movimentos rítmicos e indica que a sua influência nos neurônios motores é limitada a cada grupo de neurônios. Esta pesquisa não só avança a nossa compreensão da locomoção animal, mas também sublinha a complexidade das redes neurais na coordenação dos movimentos de caminhada.

Principais fatos:

  1. O estudo descobriu que os neurônios motores depressores em bichos-pau são excitados ritmicamente, em contraste com o padrão de ativação de outros músculos das pernas.
  2. Foi demonstrado que geradores de padrões centrais (CPGs) fornecem ativação específica para diferentes grupos de neurônios motores, desmascarando a teoria do efeito uniforme.
  3. Esta pesquisa avança nosso conhecimento sobre a base neural da locomoção, sugerindo mecanismos de controle precisos para o início e estabilização das fases da caminhada.

fonte: Universidade de Colônia

Num novo estudo, cientistas da Universidade de Colônia obtiveram novos insights sobre o mecanismo de ativação rítmica das células nervosas (neurônios) em bichos-pau que controlam os músculos das pernas durante a caminhada.

Os pesquisadores mostraram que os neurônios que ativam o músculo depressor da perna são excitados ritmicamente, ao contrário daqueles de outros músculos da perna. Até agora, presumia-se que todos os chamados neurônios motores eram ativados da mesma forma pelas redes neurais centrais.

Eles descobriram que todos os grupos musculares de neurônios motores, exceto um, recebem um impulso idêntico das redes: sinais inibitórios rítmicos dos CPGs. Crédito: Notícias de Neurociências

O estudo, intitulado “O impulso sináptico de redes centrais de geração de padrões de motoneurônios de pernas de insetos ambulantes é específico para a população de motoneurônios”, foi publicado na revista Biologia atual.

A equipe de pesquisa da UCLA está investigando as bases neurais da geração de movimento em animais, particularmente nas atividades motoras básicas, como caminhar.

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Para tanto, a equipe liderada pelo Prof. Ansgar Boschges está analisando os insetos, entre outros argumentos, uma vez que as exigências do sistema nervoso quanto à geração e controle dos movimentos de caminhada são muito semelhantes no reino animal.

Em muitos animais, por exemplo, existem redes no sistema nervoso central que fundamentam a geração de padrões de atividade rítmica para muitas formas de movimento, seja para atividade locomotora rítmica, como correr, nadar, rastejar e voar, ou para funções vegetativas. Como respirar.

Essas redes altamente especializadas são chamadas de geradores centrais de padrões (CPGs). Gera a atividade motora rítmica dos músculos para o movimento, interagindo com informações recebidas de órgãos sensoriais e neurônios chamados proprioceptores; Os proprioceptores relatam movimentos e informam o sistema nervoso central. No caso de caminhar, caem nas patas do inseto.

As redes fazem isso ativando os chamados neurônios motores que inervam os músculos. Até agora, presumia-se que tais neurônios motores tinham o mesmo efeito em todos os neurônios motores que visavam.

Em seu novo estudo, Angelina Roth, Dr. Charalambos Mantziaris e Professor Boschges refutam esta suposição sobre a atividade locomotora dos insetos.

Em seus experimentos, os cientistas ativaram farmacologicamente CPGs no sistema nervoso central do bicho-pau Caráusio Maurosus Ele investigou seu efeito sobre os neurônios motores que inervavam os músculos das pernas.

Eles descobriram que todos os grupos musculares de neurônios motores, exceto um, recebem um impulso idêntico das redes: sinais inibitórios rítmicos dos CPGs.

Apenas os neurônios motores, que inervam o músculo depressor gastrocnêmio, são controlados pelo impulso excitatório fásico. Curiosamente, o músculo depressor gastrocnêmio é exatamente o músculo do inseto responsável por gerar a postura das pernas durante qualquer condição de caminhada – independentemente de o animal estar correndo para cima ou para baixo na horizontal, no teto ou em um galho.

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“A excitação rítmica e, portanto, a ativação específica desta população de neurônios motores pelos CPGs poderiam servir para garantir o momento preciso da contração do músculo depressor e, portanto, o início e a estabilização da fase de apoio”, explicou o professor Boschges.

Financiamento: O estudo foi financiado pela Fundação Alemã de Pesquisa (DFG).

Sobre esta notícia de pesquisa em neurociência

autor: Eva Schiesler
fonte: Universidade de Colônia
comunicação: Eva Schiesler – Universidade de Colônia
foto: Imagem creditada ao Neuroscience News

Pesquisa original: Acesso livre.
O impulso sináptico das redes centrais geradoras de padrões dos motoneurônios das pernas de um inseto ambulante é específico da população de motoneurônios“Por Ansgar Boschges et al. Biologia atual


um resumo

O impulso sináptico das redes centrais geradoras de padrões dos motoneurônios das pernas de um inseto ambulante é específico da população de motoneurônios

Destaques

  • O impulso sináptico das redes CPG com haste de motoneurônio é específico da montagem
  • Neurônios motores do transferidor, tecido conjuntivo e alavanca recebem impulso inibitório fásico
  • Exclusivamente, os neurônios motores depressores recebem impulso excitatório fásico

resumo

A atividade motora rítmica, como voar, nadar ou caminhar, resulta da interação entre centros superiores no sistema nervoso central, que iniciam, mantêm e modulam a atividade motora específica da tarefa, e circuitos neurais geradores de padrões centrais (CPGs). ) que pode gerar resultados motores rítmicos virtuais e, finalmente, feedback dos órgãos dos sentidos que modulam a atividade motora básica em direção à função.

Neste contexto, os CPGs fornecem impulso sináptico fásico aos neurônios motores (MNs), apoiando assim a geração de atividade rítmica para o movimento.

Analisamos o impulso sináptico recebido pelos MNs das pernas que suprem as três principais articulações das pernas dos CPGs em preparações farmacologicamente ativadas e desmoplásticas do bicho-pau (Caráusio Maurosus). Nós mostramos que os CPGs motores modelam a atividade tônica de cinco dos seis MNs das pernas através do impulso sináptico inibitório fásico.

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Estes são os conjuntos MN antagônicos que suprem a articulação torácico-trocantérica e a articulação tibiofemoral e o conjunto MN do levantador que supre a articulação coxa-trocantérica (CTr). Em contraste, descobriu-se que a atividade rítmica do depressor MN que alimenta a articulação CTR depende principalmente do impulso excitatório fásico.

Esta diferença provavelmente está relacionada ao papel fundamental do músculo depressor na geração da postura das pernas durante qualquer condição de caminhada. Assim, nossos resultados fornecem evidências da existência de mecanismos qualitativamente diferentes para gerar atividade rítmica entre populações de MN no mesmo sistema motor.

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