Araştırma, Memelilerde Sol ve Sağ Hareketleri Kontrol Eden Nöronları Belirliyor

Araştırma, Memelilerde Sol ve Sağ Hareketleri Kontrol Eden Nöronları Belirliyor

Kopenhag Üniversitesi ve Karolinska Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, son zamanlarda hayvanlarda, yan hareketleri (yani sola veya sağa hareket) içeren belirli bir lokomotor yeteneğin sinir temellerini araştıran bir çalışma yaptılar. Nature Neuroscience’da yayınlanan makaleleri, Chx10 nöronları olarak adlandırılan beyin sapındaki belirli bir nöron popülasyonunun, farelerin ve potansiyel olarak uzuvları olan diğer hayvanların hareket ederken sola veya sağa dönmesine izin vermedeki hayati rolünü vurgulamaktadır.

Araştırmanın kıdemli araştırmacısı Profesör Ole Kiehn, MedicalXpress’e şöyle dedi: “Hareket, hayvanlar alemine evrensel bir doğal davranıştır.”Omurgalılarda, ritmik lokomotor hareketlerinin koordinasyonu büyük ölçüde omuriliğin devrelerinde meydana gelir. Bu devrelerin çalışması için beyin efektör nöronlarının komutlarına ihtiyaçları vardır. ”

Geçmişte yapılan çalışmalar, beyin efektör nöronlarının, çoğu memelinin hareket etmeye başlama, hızlanma ve durma yetenekleri de dahil olmak üzere hayvan hareketinin bir takım yönlerini kontrol ettiğini bulmuştur. Bununla birlikte, hayvanlarda yanal hareketlerin (yani, sola veya sağa dönüşler) altında yatan nöral mekanizmalar daha az çalışılmıştır ve bu nedenle hala tam olarak anlaşılamamıştır.

Belirli bir yönde hareket etme yeteneği; yem arama, gezinti ve kaçış da dahil olmak üzere hemen hemen her davranış için gereklidir. ”dedi Kiehn.

Önceki çalışmalarında, Kiehn ve meslektaşları simetrik olarak aktive edildiğinde, belirli bir nöron sınıfının, yani Chx10 proteinini ifade eden beyin sapı nöronlarının bir hayvanın hareket etmeyi durdurabileceğini keşfettiler. Bu yeni çalışma üzerinde çalışmaya başladıklarında, sadece bir taraftan aktive edildiğinde, bu nöronların bir dönüş yolu olarak hareket edebileceğini ve hayvanların sola veya sağa dönmesine izin verebileceğini varsaydılar.

Bu hipotezi test etmek için, araştırmacılar genetik olarak farelerin beynindeki Chx10 nöronlarını takip ettiler. Bu, bu hücrelerin beyin sapından hayvanın omuriliğine tek taraflı bir projeksiyon göstermelerini sağladı.

“Chx10 hücrelerinin memelilerde asimetrik hareketleri kontrol ettiğini göstermek için, sinir hücresi aktivitesini; ışığa duyarlı kanalları (optogenetik) veya ilaca aktifleştirilmiş yapay reseptörleri (kemogenetik) kullanarak yukarı veya aşağı manipüle edebileceğimiz bir dizi yaklaşım kullandık ki bu beyin sapı Chx10 hücrelerinde seçici olarak ifade edildi. ”diye konuştu makalenin başyazarı Dr. Jared Cregg. “Bu, diğer sinir hücrelerini etkilemeden bu hücrelerin aktivitesini manipüle etmemize ve aktivitelerini doğrudan hayvanların motor davranışlarıyla ilişkilendirmemize izin verdi.”

Çalışmalarında Kiehn ve arkadaşları, ayrıca, izole beyin sapı omurilik preparatlarında beyin sapı Chx10 hücrelerini uyarmanın etkilerini araştırdı. İlginç bir şekilde, Chx10 hücrelerinin uzuv-lokomotor ağlarını engellediğini (yani kopardığını) ve aynı zamanda vücudun aynı tarafındaki hayvanın gövde kasını kontrol eden motor ağlarını aktive ettiğini buldular.

Son olarak, araştırmacılar fareler dönerken uzuv ve vücut hareketlerini izlemek için derin öğrenme tekniklerini kullandılar. Analizlerinin sonuçları, beyin sapı Chx10 nöronlarının farelerin sola veya sağa hareket etmesine izin verdiğini, hareketlerini daha kısa adım uzunlukları ile koordine ettiklerini ve gövde kaslarının dönmekte oldukları tarafta bükülmesini sağladığını göstermektedir.

Cregg, “Uzuvlu hayvanlarda hareketin merkezi kontrolünün eksik bir parçasını tespit ettik: sola ve sağa dönme yeteneği.” dedi. “Çalışmamız, Chx10 Gi nöronlarının sol / sağ hareketleri kontrol etmek için son ortak efektör olarak hareket ettiğini ve farklı davranış bölgelerine bağlı olarak sol veya sağ kararları kontrol etmek için farklı beyin bölgelerinin birlikte nasıl çalıştığına dair bir pencere açtığını güçlü bir şekilde gösteriyor.”

Çalışma, memelilerde sol ve sağ hareketleri kontrol eden bir motor sisteminin kanıtıdır. Bu, nörobilim alanına son derece değerli bir katkıdır çünkü bir takım nörolojik hastalıklarla ilişkili motor bozuklukların nöral temellerine ışık tutabilir.

Kiehn, “Beynin ve omuriliğin hareketleri kontrol eden temel işlevlerini destekleyen nöronal devreleri anlamak çok önemlidir” dedi. “Şimdi beyin sapı nöronlarının omurga lokomotor devreleri ile nasıl doğrudan etkileşime girdiğini ve farklı beyin bölgelerinin Chx10 hücrelerini farklı davranış ortamlarında nasıl kontrol ettiğini araştırmayı planlıyoruz. Ayrıca, bu beyin sapı devresinde Parkinson farelerinde görülen bazı hareket açıklarıyla ilgili olabilecek değişiklikler olup olmadığını araştırmak istiyoruz. ”dedi.

Çeviri:Simge Kara

Kaynak:More information: Jared M. Cregg et al. Brainstem neurons that command mammalian locomotor asymmetries, Nature Neuroscience (2020). DOI: 10.1038/s41593-020-0633-7

Journal information: Nature Neuroscience
96 Paylaşımlar

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Solve : *
20 + 8 =


This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.