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Langue de sauvetages de circuits de cerveau tout en mâchant

Le diagramme de câblage assimilé peut être employé ailleurs dans le cerveau

La consommation, comme la respiration et le sommeil, semble être une tâche biologique plutôt fondamentale. Pourtant la mastication exige un effet complexe entre la langue et le maxillaire, avec la langue positionnant la nourriture entre les dents et puis déménager à l'écart chaque fois que le maxillaire se serre vers le bas pour le meuler. Si l'acte n'étaient pas coordonné avec précision, le chewer malheureux finirait mordre plus de langue que le burrito.

Les chercheurs de Duke University ont employé une technique de découverte sophistiquée dans les souris pour tracer les circuits fondamentaux de cerveau qui maintiennent le temps de repas relativement indolore. L'étude, qui apparaît 3 juin dans l'eLife, pourrait prêter l'analyse dans un grand choix de comportements humains, du meulage de dents de nuit au sourire ou aux vocalizations complexes.

La « mastication est une activité que vous pouvez consciemment régler, mais si vous cessez de prêter l'attention ces neurones interconnectés dans le cerveau le font réellement tout pour vous, » a dit Edouard Stanek IV, auteur d'étude de fil et étudiant de troisième cycle à l'École de Médecine de Duke University. « Nous étions intéressés à comprendre comment ce tout travaille, et la première étape figurait à l'extérieur où ces neurones demeurent. »

Les tentatives précédentes de mappage ont produit une illustration relativement trouble de ce centre de contrôle de mastication. Les chercheurs savent que le mouvement des muscles dans le maxillaire et la langue sont régis par les motoneurons appelés de neurones spéciaux et que ceux-ci consécutivement sont réglés par un autre ensemble de neurones appelés de premotor de neurones. Mais la nature exacte de ces liens -- quels neurones de premotor branchent à quels motoneurons -- n'a pas été défini.

Le ventilateur supérieur d'auteur d'étude Wang, Ph.D., professeur agrégé de la neurobiologie et un membre du duc Institute pour les sciences du cerveau, avait tracé les circuits neuraux chez les souris depuis de nombreuses années. Sous son guidage, Stanek a utilisé un type particulier du virus de la rage pour tracer les origines de mâcher des mouvements.

Le virus de la rage fonctionne naturellement à côté de sauter en arrière en travers des neurones jusqu'à ce qu'il ait infecté le cerveau entier de sa victime. Pour cette étude, Stanek a employé une version génétiquement handicapée de la rage qui pourrait seulement sauter des muscles aux motoneurons, et puis de nouveau aux neurones de premotor. Le virus a également contenu une balise fluorescente verte ou rouge, qui a permis aux chercheurs de voir où elle a mis à terre après qu'elle ait été sauter fait.

Stanek a injecté ces virus fluorescent marqués dans deux muscles, le muscle langue-saillant de genioglossus et le muscle de masseter de maxillaire-fermeture. Il a constaté qu'un groupe de neurones de premotor branchent simultanément aux motoneurons qui règlent l'ouverture et ceux de maxillaire qui protrusion de langue de déclencheur. De même, il a trouvé un autre groupe qui branche aux deux motoneurons qui règlent la fermeture et ceux de maxillaire responsables de la rétraction de langue. Les résultats proposent une méthode simple pour combiner le mouvement de la langue et du maxillaire qui maintient habituellement la langue sûre des blessures.

« Utilisant les neurones partagés de premotor régler les muscles multiples peut être une caractéristique générale du système de moteur, » a dit Stanek. « Pour d'autres études sur le reste du cerveau, il est important de maintenir dans l'esprit que les différents neurones peuvent avoir des effets dans des endroits en aval de multiple. »

Les chercheurs sont intéressés à employer leur technique pour sauter même plus en arrière dans le cerveau de souris, traçant éventuellement les circuits complètement jusqu'au cortex. Mais d'abord ils planification pour fouiller plus profond dans les liens entre le premotor et les motoneurons.

« C'est juste un petit pas en comprenant le contrôle de ces mouvements orofacial, » Stanek a dit. « Nous avons seulement regardé deux muscles et il y a au moins 10 autres muscles actifs pendant la mastication, le boire, et la parole. Il reste beaucoup de travail pour regarder ces autres muscles, et seulement alors peut nous obtenir une illustration complète de la façon dont ce tout fonctionne comme élément pour combiner ce comportement, » a dit Stanek.