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。 彼らの研究により、ナナフシの脚の降圧筋を活性化するニューロンは、他の脚の筋肉とは異なり、独特のリズミカルな興奮を受けることが明らかになりました。

この発見は、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中枢パターン発生器（CPG）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進めるだけでなく、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性も強調します。

重要な事実:

1. この研究では、他の脚の筋肉の活性化パターンとは対照的に、ナナフシの降圧運動ニューロンは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、均一効果理論の誤りが暴かれています。
3. この研究は、歩行の神経基盤に関する知識を前進させ、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の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ネットワークによって同じように活性化されると考えられてきました。

「歩行昆虫の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は運動ニューロン集団に特有である」と題されたこの研究は、雑誌に掲載された。 現在の生物学。

UCLAの研究チームは、動物の運動生成の神経基盤、特に歩行などの基本的な運動活動を研究しています。

この目的のために、アンスガー・ボシュゲス教授が率いるチームは、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、特に昆虫の分析を行っている。

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生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。

これら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り、運動のための筋肉のリズミカルな運動活動を生成します。 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。 歩いている場合、それらは昆虫の足の上や中に落ちます。

ネットワークは、筋肉を神経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、このような運動ニューロンは、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この仮定に反論しています。

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・マウロスス 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うちの1つを除くすべてが、ネットワークから同一の駆動、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た。

腓腹筋降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、腓腹筋圧筋はまさに昆虫の筋肉であり、動物が水平に上ったり下ったり、天井や枝の上を走っているかどうかに関係なく、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によるこの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、それによって立脚相の開始と安定化を保証するのに役立つ可能性がある」とボシュゲス教授は説明した。

資金調達: この研究はドイツ研究財団（DFG）から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。
」歩行昆虫の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は、運動ニューロン集団に特有であるアンスガー・ボシュゲスらによる。 現在の生物学

まとめ

歩行昆虫の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は、運動ニューロン集団に特有である

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特異的である
• 分度器、結合組織、レバーの運動ニューロンは一過性抑制性ドライブを受ける
• 排他的に、降圧運動ニューロンは位相性興奮性駆動を受け取ります

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) との間の相互作用から生じます。 ）仮想的なリズミカルな運動出力を生成し、最終的には機能に向けて基本的な運動活動を調整する感覚器官からのフィードバックを生成できます。

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、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。

我々は、ナナフシの薬理学的に活性化された線維形成性製剤中のCPGから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駆動を分析しました（カラウシウス・マウロスス）。 我々は、運動CPGが、一過性抑制性シナプス駆動を介して6つの脚MNのうち5つ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に供給する拮抗性 MN 集合体と、寛骨転子 (CTr) 関節に供給する挙筋 MN 集合体です。 対照的に、CTR 関節に栄養を供給する降圧筋 MN のリズミカルな活動は、主に一過性の興奮性駆動に依存していることが判明しました。

この違いは、おそらく、あらゆる歩行状態で脚の姿勢を生成する際の押筋の極めて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。