Mit einer Studie des Netzwerks zwischen Nervenzellen und Muskelzellen in Schildkröten, die Forscher von der Universität Kopenhagen haben gewonnen einen neuen Einblick in die Art und Weise, in der die Bewegungen erzeugt und gepflegt. In der langen Begriff, die neuen Erkenntnisse könnten Auswirkungen auf die Behandlung von, beispielsweise, ALS und Rückenmarksverletzungen.
Für die meisten Menschen ist es einfach zu setzen, ein Bein vor das andere und laufen. Die Fähigkeit zu tun, es ist die zweite Natur oder, so zu sprechen, in unseren Knochen. Ganz wörtlich.
„Die meisten Bewegungen werden tatsächlich erzeugt und im Rückenmark. Natürlich gibt es auch ein Gespräch mit hochrangigen Teile des Nervensystems, wie das Großhirn, es gibt aber auch Reflexe, die einfach nur Stammzellen aus dem Rücken,“ sagt Außerordentlicher Professor und Leiter des Forschungs-Rune W. Berg von der Abteilung für Neurowissenschaften an der Universität von Kopenhagen.
Er und seine Forschungsgruppe sind hinter einer Studie des Netzwerks zwischen Nervenzellen und Muskelzellen, die veröffentlicht wurde in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Communications“, und die bietet ganz neue Einsichten in die Weise, in der die Bewegungen erzeugt und gepflegt.
Turtle Crawl
In der Studie von der Forschungsgruppe verwendeten Elektroden zur Untersuchung der Rückenmark-reflex von Schildkröten, wenn Sie kratzte sich mit einem Hinterlauf. Ein reflex, den man auch bei Hunden, Katzen und einer Reihe anderer Säugetiere.
Menschen sind ebenfalls ausgestattet mit einer Vielzahl von spinalen Reflexen. Und zwar in Bezug auf die evolution, wir sind ziemlich weit von der Schildkröte, die Wissenschaftler glauben, dass viele der grundlegenden Mechanismen sind die gleichen.
Somit wird, wenn die Schildkröte rhythmisch Kratzer selbst mit kraulbewegungen aus seinem Hinterbein, das Feuerwerk von Blitz schnelle neurologischen Impulse, die den Weg in die shell sind nicht weit von den Mechanismen, die auch auslösen, unsere eigenen Muskeln.
Von Metronom-Netzwerk
So weit war es eine verbreitete Annahme, dass die Aktivierung der Muskel-Nervenzellen stammt aus eine Art Kommandozentrale, sendet ein signal an vielen Zellen gleichzeitig.
„Weil der Ursprung der Bewegung ist schwer zu finden, es hat lange Zeit wurde angenommen, dass es einen kleinen Kern, der das Tempo vorgibt, wie eine Art Metronom. Aber unsere Daten haben gezeigt, dass es in der Tat ein großes Netzwerk“, sagt Assistant Professor Henrik Lindén aus der Forschungs-Gruppe hinter der Studie.
Um zu testen, ob es war eine Sache von kleinen Kommando-Einheiten oder ein großes Netzwerk, verglichen die Forscher den relativ ruhigen Rhythmus der Schildkröte Bewegung mit der raschen neurologischen Impulse, die von der Wirbelsäule.
Zur überraschung der Forschergruppe, die die Messungen ergaben keine Hinweise auf eine Korrelation—und damit keine Beweise, dass die neurologischen Signale in mehrere Zellen haben sollte, stammt aus der gleichen Quelle, das wäre in der Tat der Fall gewesen, wenn es gewesen war, eine Kommandozentrale, die signalisiert, um mehrere Zellen gleichzeitig.
Stattdessen werden die Forscher glauben nun, dass neurologische Signale stammen von einem großen, verstreuten Netzwerk von Zellen, von denen jede Signale sendet, um nur ein paar Zellen. Ein Ergebnis, das die Gruppe hat in der Folge repliziert in computer-Modelle, die von einem simulierten, einfach Nervensystem.
Potenzial für ALS und Rückenmarksverletzungen
Mit diesen Ergebnissen haben die Forscher einen Schritt näher, um genau zu verstehen, wo und wie Bewegungen werden tatsächlich erzeugt.
„Wenn wir nicht genug wissen über das Netz und wie es funktioniert, bieten wir tappen ein wenig im Dunkeln, wenn es um die Behandlung. Umgekehrt, wenn wir einmal einen Einblick in die Prinzipien, die hinter der Verbreitung des Netzes, und die Zelltypen wichtig sind, können wir Sie besser setzen Sie die Behandlung von neurologischen Störungen auf dem richtigen Weg“, sagt Rune W. Berg.
Unter anderem betont er neurologische Erkrankungen wie als, sowie Verletzungen des Rückenmarks, zum Beispiel aus Verkehrsunfällen, als Bereiche, in denen mehr wissen über das Spinale Nervensystem führen können Fortschritte in der Behandlung auf lange Sicht.
Auch neue Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung in die Nervenzellen des Rückenmarks möglicherweise profitieren andere Teile der Neurologie, zum Beispiel in Verbindung mit dem plötzlichen Kindstod, die in Zusammenhang mit Mängeln im Hirnstamm Aktivität.