Mechanizm kontrolujący tempo ruchów ciała

Ruchami ciała zwierząt kręgowych - od ryby, przez kurę, aż po
człowieka, sterują wyspecjalizowane grupy komórek nerwowych w
rdzeniu kręgowym. To one odpowiadają za rytmiczne kurczenie się i
rozluźnianie różnych grup mięśni, dzięki którym możemy poruszać
się, np. chodzić czy pływać. Można powiedzieć, że te układy
neuronów, które naukowcy określają jako centralne generatory
rytmu, są sercem wszelkiego ruchu.

Wiadomo, że działają one niezależnie od mózgu, dlatego np.
kurczaki po odcięciu głowy mogą jeszcze uciec z rąk rzeźnika.

Jednak wiedza na temat organizacji i pracy generatora rytmu ruchu
jest ciągle za mała, co stanowi znaczną przeszkodę na drodze do
wynalezienia nowych metod terapii urazów rdzenia.

Dotychczas naukowcy mieli np. trudności z identyfikacją
konkretnych komórek nerwowych wchodzących w skład tego centrum.
Nic w tym zresztą dziwnego, jeśli weźmie się pod uwagę, że rdzeń
kręgowy jest plątaniną setek tysięcy neuronów, które na pierwszy
rzut oka wyglądają identycznie. 

Badacze z Salk Institute for Biological Studies w La Jolla w
Kalifornii nie tylko zidentyfikowali małą grupkę neuronów
wchodzących w skład generatora rytmu ruchu, ale określili też ich
dokładne funkcje. 

Chodzi o neurony V1 z grupy tzw. neuronów wstawkowych
(interneuronów), które przekazują sygnały elektryczne między
komórkami nerwowymi rdzenia kręgowego i neuronami ruchowymi,
pobudzającymi mięśnie do skurczów. 

Badania prowadzone na pobranych od myszy rdzeniach kręgowych
wykazały, że aktywność neuronów ruchowych miała standardowy rytm,
taki jak podczas chodzenia. Gdy naukowcy w niektórych rdzeniach
wyłączyli aktywność neuronów V1, aby sprawdzić jaką pełnią
funkcję, rytm aktywności ulegał znacznemu spowolnieniu.

Badacze byli nieco zaskoczeni tym odkryciem, spodziewali się
bowiem, że wyłączenie komórek V1 zupełnie zakłóci aktywność
neuronów.

Jak tłumaczą, po aktywacji neurony ruchowe mogą pozostać
pobudzone przez długi czas, ale by móc wykonać następny krok,
potrzebny jest bodziec, który je wyłączy. Tę właśnie rolę
spełniają komórki nerwowe V1. Szybkie wyłączanie neuronów
ruchowych pozwala na szybkie skurcze mięśni, dzięki którym
zwierzęta mogą szybciej chodzić, biegać czy pływać.

"Zrozumienie, które układy neuronów pełnią ważną rolę w
koordynacji ruchów ciała oraz w jaki sposób to robią, powinno
ułatwić naukowcom opracowanie nowych metod leczenia urazów
rdzenia" - konkluduje biorący udział w badaniach prof. Martyn D.
Goulding. (PAP)