Нервные клетки дрозофилы, чувствительные к движению конечностей, отключаются во время активного движения, — показывает исследование

от

Учёные выяснили: у плодовых мушек нервные клетки, которые определяют движение конечностей, отключаются, когда насекомое ходит или ухаживает за собой. Это может помочь нервной системе переключаться между двумя состояниями: одно помогает поддерживать равновесие тела, а другое — подготавливает его к движению.

Нейробиолог из Медицинской школы Университета Вашингтона Джон Тафилл объяснил разницу на примере человека: «Стабилизирующие рефлексы позволяют нам, например, сохранять равновесие в раскачивающемся поезде, в то время как активный режим поддерживает динамические движения, такие как ходьба по неровной местности».

«Все животные обладают чувством положения и движения своего тела, известным как проприоцепция, которое используется для стабилизации позы тела и управления движениями», — сказал он.

Тафилл — профессор нейробиологии и биофизики в Медицинской школе Университета Вашингтона. Его лаборатория изучает клетки, сигналы и схемы, которые управляют проприоцепцией и контролем движений у мух.

Под руководством его бывшего докторанта Криса Даллманна исследование, результаты которого были опубликованы 17 сентября в журнале Nature, показало, что проприоцептивные нервные клетки, чувствительные к движению ног, деактивируются во время активного движения. Учёные также обнаружили нейронную схему, которая вызывает это переключение в зависимости от состояния, которое мозг использует для переключения между поддержанием постуральных рефлексов и поддержанием произвольных движений.

Исследователи пришли к выводу, что способность мухи выборочно подавлять обратную связь о движении может сделать насекомое более чувствительным к внезапным внешним событиям, которые могут его нарушить, и, следовательно, быстрее реагировать.

Расширение фундаментальных научных знаний о сенсорной обратной связи, которая гибко настраивается для управления этими двойными задачами, может заложить основу для будущих клинических применений.

«Понимание того, как проприоцепция используется для управления телом, важно для разработки методов лечения сенсомоторных расстройств и поддержки реабилитации после травм», — сказал Тафилл.

Во время проведения этого недавнего исследования на плодовых мушках лаборатория Тафилла использовала визуализацию активности клеток с помощью кальция, чтобы узнать, что проекции нервных клеток, обнаруживающих положение, работают в диапазоне различных моделей поведения.

Подавление обратной связи о движении во время ходьбы и ухода за собой происходило через определённый класс нервных клеток — интернейронов, которые функционируют как связующее звено между сенсорными нейронами и моторными нейронами.

Это выборочное подавление происходило только во время активных, целенаправленных движений насекомого, а не пассивных движений конечностей. Исследователи проследили нервные сигнальные пути, которые проводят это торможение специфическим образом для каждой ноги.

Исследователи указали, что некоторые результаты позволяют предположить, что торможение может осуществляться предиктивно, когда нога ещё находится в покое, после того как интернейроны получают сигналы от мозга и до начала движения.

Даллманн продолжает свои исследования о том, как нервные цепи контролируют движение, в качестве научного сотрудника Марии Склодовской-Кюри в Университете Вюрцбурга, Германия.

Предоставлено Университетом Вашингтонской школой медицины.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте