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I circuiti del cervello salvano la linguetta mentre masticano

Il simile schema elettrico può essere utilizzato altrove nel cervello

Mangiando, come la respirazione ed il sonno, sembra essere un compito biologico piuttosto fondamentale. Eppure masticare richiede un'interazione complessa fra la linguetta e la mascella, con la linguetta che posiziona l'alimento fra i denti e poi muoversi allontanato ogni volta che la mascella pone freno per macinarla su. Se l'atto non fosse coordinato precisamente, il chewer sfortunato finirebbe mordendo più linguetta che il burrito.

I ricercatori di Duke University hanno utilizzato una tecnica di rintracciamento specializzata in mouse per mappare i circuiti di fondo del cervello che tengono l'ora del pasto relativamente indolore. Lo studio, che compare 3 giugno nel eLife, potrebbe prestare la comprensione in vari comportamenti umani, dalla macinazione di denti di notte sorridere o a vocalizations complessi.

“Masticare è un'attività che potete gestire coscientemente, ma se smettete di prestare attenzione questi neuroni collegati nel cervello realmente lo fanno tutto per voi,„ ha detto Edward Stanek IV, autore di studio del cavo e dottorando alla scuola di medicina di Duke University. “Eravamo interessati nella comprensione come questo tutto lavora ed il primo punto stava capendo dove questi neuroni risiedono.„

I tentativi di mappatura precedenti hanno prodotto una maschera relativamente confusa di questo centro di controllo di masticazione. I ricercatori sanno che il movimento dei muscoli nella mascella e la linguetta sono governati dai neuroni speciali chiamati motoneurons e che questi a loro volta sono gestiti da un altro insieme dei neuroni chiamati neuroni di premotor. Ma la natura esatta di queste connessioni -- quali neuroni di premotor connettono a quali motoneurons -- non è stato definito.

Il ventilatore senior Wang dell'autore di studio, il Ph.D., il professore associato della neurobiologia e un membro del duca Institute per le scienze di cervello, sta mappando per molti anni i circuiti neurali in mouse. Nell'ambito del suo orientamento, Stanek ha usato un formulario speciale del virus della rabbia per rintracciare le origini di masticazione dei movimenti.

Il virus della rabbia funziona naturalmente saltando indietro attraverso i neuroni finché non abbia infettato l'intero cervello della sua vittima. Per questo studio, Stanek ha usato una versione geneticamente resa non valida della rabbia che potrebbe saltare soltanto dai muscoli ai motoneurons e poi di nuovo ai neuroni di premotor. Il virus egualmente ha contenuto un tag fluorescente verde o rosso, che ha permesso ai ricercatori di vedere dove ha sbarcato dopo che era il salto fatto.

Stanek ha iniettato questi virus fluorescente contrassegnati in due muscoli, nel muscolo disporgenza di genioglossus e nel muscolo dichiusura del masseter. Ha trovato che un gruppo di neuroni di premotor connette simultaneamente ai motoneurons che regolamentano l'apertura della mascella ed a quelli che avviano la sporgenza della linguetta. Similmente, ha trovato un altro gruppo che connette ad entrambi i motoneurons che regolamentano il closing e quelli della mascella responsabili di ritrazione della linguetta. I risultati indicano un metodo semplice per la coordinazione del movimento della linguetta e della mascella che solitamente tiene la linguetta sicura dalla lesione.

“Facendo uso dei neuroni comuni di premotor gestire i muscoli multipli può essere una funzionalità generale del sistema motorio,„ ha detto Stanek. “Per altri studi sul resto del cervello, è importante da tenere presente che i diversi neuroni possono avere effetti nelle aree a valle di multiplo.„

I ricercatori sono interessati nel usando la loro tecnica per saltare anche più indietro nel cervello del mouse, finalmente mappante i circuiti tutto il modo fino alla corteccia. Ma in primo luogo pianificazione ricercare più profondo nelle connessioni fra il premotor e i motoneurons.

“Questo è appena un piccolo punto nella comprensione del controllo di questi movimenti orofacial,„ Stanek ha detto. “Abbiamo esaminato soltanto due muscoli e ci sono almeno altri 10 muscoli attivi durante la masticazione, bere ed il discorso. Ci sono ancora molto lavoro per esaminare questi altri muscoli e poi possono noi ottenere soltanto una maschera completa di come questi tutti funzionano come unità per coordinare questo comportamento,„ hanno detto Stanek.