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来自脊髓的神经信号令科学家感到惊讶

通过对海龟神经和肌肉细胞之间网络的研究,哥本哈根大学的研究人员对运动产生和维持的方式有了新的认识。从长远来看,新知识可能会对治疗ALS和脊髓损伤产生影响。

对于大多数人来说,很容易将一条腿放在另一条腿前面并继续行走。这样做的能力是第二天性,或者可以说,在我们的骨头里。毫不夸张的说。

'大多数运动实际上是在脊髓中产生的。自然地,与神经系统的高级部分(例如大脑)进行对话,但也存在仅仅源于背部的反射,副教授兼研究负责人Rune W. Berg来自神经科学系在哥本哈根大学。

他和他的研究小组正在对神经和肌肉细胞之间的网络进行研究,该研究已发表在着名的科学期刊“自然通讯”上,并提供了对运动产生和维持方式的全新见解。

龟抓

在这项研究中,研究小组使用电极来研究海龟用一条后腿划伤自己的脊髓反射。在狗,猫和许多其他哺乳动物中也发现了反射。

人类同样配备了各种脊柱反射。虽然在进化方面,我们与乌龟相距甚远,科学家认为许多基本机制是相同的。

因此,当乌龟使用来自后腿的爬行动作有节奏地刮伤自己时,在壳内引发的闪电快速神经冲动的烟花离触发我们自己的肌肉的机制也不远。

从节拍器到网络

到目前为止,人们普遍认为肌肉神经元的激活来自某种指挥中心,它一次向许多细胞发送信号。

“因为很难找到运动的起源,所以长期以来人们一直认为它是一个小核心,可以确定步伐。像某种节拍器一样。但研究小组的助理教授HenrikLindén表示,我们的数据显示它实际上可能是一个庞大的网络。

为了测试这是一个小型指挥单位还是一个大型网络的问题,研究人员将龟的运动相对安静的节奏与脊柱的快速神经冲动进行了比较。

令研究小组感到意外的是,测量结果显示没有相关性的证据 - 因此没有证据表明多个细胞中的神经信号应来自同一来源,如果它是指挥中心那么确实如此。同时发信号通知多个小区。

相反,研究人员现在认为神经信号来自一个主要的,分散的细胞网络,每个细胞网络只向少数其他细胞发送信号。该组随后在模拟的简单神经系统的计算机模型中复制的结果。

ALS和脊髓损伤的可能性

通过这些结果,研究人员更加精确地了解了实际生成运动的位置和方式。

“如果我们对网络及其运作方式了解不够,那么在治疗方面,我们会在黑暗中摸索。相反,一旦我们深入了解网络分布背后的原理,以及哪些细胞类型很重要,我们就能更好地将神经系统疾病的治疗放在正确的轨道上,“Rune W. Berg说。

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