神経学的洞察が動きの秘密を明らかにする

まとめ： 研究者らは、ナナフシが歩行中に脚の筋肉をどのように制御するかについての理解に進歩をもたらし、運動ニューロンの活性化に関するこれまでの仮説に疑問を呈した。 彼らの研究は、ナナフシの脚の降圧筋を活性化するニューロンが、他の脚の筋肉とは異なり、独特のリズミカルな刺激を受けることを明らかにしました。

これらの発見は、リズミカルな動きの生成における中枢パターン発生器（CPG）の役割を強調し、運動ニューロンに対するその影響がニューロンの各グループに限定されていることを示唆しています。 この研究は、動物の移動運動についての理解を深めただけでなく、歩行動作を調整する際のニューラルネットワークの複雑さを強調するものでもあります。

重要な事実:

1. この研究では、ナナフシの降圧運動ニューロンは、他の脚の筋肉の活性化パターンとは対照的に、リズミカルに興奮していることがわかりました。
2. 中枢パターンジェネレーター（CPG）は、運動ニューロンの異なるグループに特異的な活性化をもたらすことが示されており、均一効果の理論を否定しています。
3. この研究は、運動の神経基盤に関する知識を増やし、歩行段階の開始と安定化のための正確な制御メカニズムを示唆しています。

ソース： ケルン大学

ケルン大学の科学者らは、新しい研究で、歩行中に脚の筋肉を制御するナナフシの神経細胞（ニューロン）のリズミカルな活性化メカニズムについて新たな洞察を得た。

研究者らは、脚の降圧筋を活性化するニューロンは、他の脚の筋肉のニューロンとは異なり、リズミカルに興奮していることを示しました。 これまで、いわゆる運動ニューロンはすべて中枢神経組織によって同じように活性化されると考えられていました。

「運動ニューロンの集団に特有の歩行昆虫脚運動ニューロンの中心パターン生成ネットワークのシナプス駆動」と題されたこの研究は、雑誌に掲載されました。 現在の生物学。

UCLAの研究チームは、動物の動き、特に歩行などの基本的な運動活動の生成の基礎となる神経基盤を研究しています。

この目的のために、アンスガー・ボシュゲス教授率いるチームは、歩行運動の生成と制御に関する神経系の要件が動物界で非常に似ているため、特に昆虫を分析した。

たとえば、多くの動物では、走る、泳ぐ、這う、飛ぶなどのリズミカルな運動活動や栄養機能など、さまざまな運動形態のリズミカルな活動パターンの形成の基礎となるネットワークが中枢神経系に存在します。 呼吸のように。

この高度に特殊化されたネットワークは、中央パターン ジェネレーター (CPG) と呼ばれます。 固有受容器と呼ばれる感覚器官やニューロンから受け取った情報と相互作用することによって、筋肉のリズミカルな運動活動が生成されます。 固有受容器は動きを報告し、中枢神経系に情報を伝えます。 歩いていると昆虫の足の上に落ちます。

組織は、筋肉を支配するいわゆる運動ニューロンを活性化することによってこれを行います。 これまで、これらの運動ニューロンは、標的とするすべての運動ニューロンに同じ効果を及ぼすと考えられていました。

新しい研究で、アンジェリーナ・ロス、シャラランボス・マンツィアリス博士、ボシュゲス教授は、昆虫の運動活動に関する仮定に反論しました。

彼らの実験では、科学者たちはナナフシの中枢神経系のCPGを薬理学的に活性化しました。 カラウシウス・マウルスス 彼は、脚の筋肉を支配する運動ニューロンに対するその影響を調査しました。

彼らは、運動ニューロンの脚の筋肉群の 1 つを除くすべてが、ネットワークから同じ駆動、つまり CPG からのリズミカルな抑制信号を受け取っていることを発見しました。

腓腹筋圧筋を神経支配する運動ニューロンのみが、一過性興奮性駆動によって制御されます。 興味深いことに、腓腹筋圧筋は昆虫の筋肉であり、動物が水平に上り下りしているか、天井や枝の上を走っているかに関係なく、あらゆる歩行状態で脚の姿勢を生成する役割を担っています。

「CPGによる運動ニューロン集団のリズミカルな興奮と特異的な活性化は、降圧筋の収縮の正確なタイミングを確保し、ひいては立脚期の開始と安定化を保証するのに役立つ可能性があります」とボシュゲス教授は説明する。

資金調達: この研究はドイツ研究財団 (DFG) の資金提供を受けました。

この神経科学研究ニュースについて

著者： エヴァ・シースラー
ソース： ケルン大学
コミュニケーション： エヴァ・シースラー – ケルン大学
写真： 画像提供：Neuroscience News

元の検索: オープンアクセス。
「昆虫の歩行運動ニューロンの中心パターン生成ネットワークのシナプス駆動は運動ニューロンの集団に特異的であるアンスガー・ボシュゲスらによる。 現在の生物学

まとめ

昆虫の歩行運動ニューロンの中心パターン生成ネットワークのシナプス駆動は運動ニューロンの集団に特異的である

ハイライト

• 運動ニューロン茎CPGネットワークのシナプス駆動はアセンブリ固有である
• 分度器、結合組織、レバー運動ニューロンは相抑制性駆動を受ける
• 具体的には、降圧運動ニューロンは位相性興奮性インパルスを受け取ります。

まとめ

飛行、水泳、歩行などのリズミカルな運動活動は、課題特有の運動活動を開始、維持、調節する中枢神経系の高次中枢と、中枢パターン生成神経回路 (CPG) との間の相互作用によって生じます。 ）仮想的なリズミカルな運動出力を生成し、最終的には感覚器官からのフィードバックを生成して、機能に向けて基本的な運動活動を調整します。

これに関連して、CPG は運動ニューロン (MN) に位相的なシナプス駆動を提供し、それによって運動のためのリズミカルな活動の生成をサポートします。

私たちは、薬理学的に活性化された線維形成性ナナフシ製剤で、CPGの3つの主要な脚関節に供給する脚MNが受け取るシナプスインパルスを分析しました（カラウシウス・マウルスス）。 我々は、運動 CPG が、一過性抑制性シナプス駆動を介して 6 脚の MN のうち 5 脚の強直性活動をモデル化することを示しました。

これらは、胸部転子関節および脛大腿関節を神経支配する拮抗性MN束、ならびに寛骨転子関節（CTr）を神経支配する挙筋MN束です。 対照的に、CTR関節での摂食を介したMN抑制因子のリズミカルな活動は、主に一過性興奮性インパルスに依存することが判明した。

この違いは、おそらく、あらゆる歩行状態で足の姿勢を生成する際の押筋の重要な役割に関連していると考えられます。 したがって、我々の結果は、同じ運動系内のMN集団間でリズミカルな活動を生成するための質的に異なるメカニズムの存在の証拠を提供します。