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Gli input alla corteccia di motore possono guidare i movimenti abili in mouse

In una foschia sonnolenta, raggiungere fuori ed afferrare la tazza di caffè voi sembrano accadere sul pilota automatico. Ma il vostro cervello caffeina-sfavorito sta funzionando duro. Sta raccogliendo le informazioni sensitive ed altri generi di feedback - bugne circa dove il vostro braccio è nello spazio riguardante la tazza - e sta inviandolo alla vostra corteccia di motore. Poi, la corteccia di motore pianificazione il movimento imminente e dice i vostri muscoli di farla accadere.

La nuova ricerca in mouse sta esaminando il ruolo di quei segnali di ritorno che entrano nella corteccia di motore, districante come e quando sono necessari da guidare i movimenti abili come afferrare. Quella è stata una grande questione aperta, dice il co-author Britton Sauerbrei, un socio di studio alla città universitaria della ricerca del Janelia dell'istituto medico di Howard Hughes. Alcuni circuiti neurali possono generare l'output ritmico e modellato senza input continuo. Appena mentre una singola gomitata da un cavaliere può inviare un cavallo in un trotto, questi “generatori di sequenze centrali„ possono aiutare gli animali a camminare, nuotare e volare senza stimolo in corso. Ma non la corteccia di motore, risulta.

Che cosa mostriamo è la corteccia di motore è fondamentalmente differente da quello,„ dice Sauerbrei. “Non potete appena dare alla corteccia una poca scossa e farlo generare decollare e quel reticolo da sè.„

Britton Sauerbrei, co-author dello studio

Invece, la corteccia di motore deve ricevere il feedback in tutto l'intero movimento, Sauerbrei ed i suoi colleghi riferiscono il 25 dicembre 2019, in natura.

Lui ed i suoi mouse preparati colleghi per raggiungere per ed afferrare una pallina dell'alimento, un comportamento che dipende dalla corteccia di motore. In alcuni animali, hanno spento il talamo, un centralino nel cervello che dirige le informazioni sensitive ed altri generi di feedback a e dalla corteccia.

Quando i ricercatori hanno bloccato i segnali che entrano in corteccia di motore prima che i mouse comincino a raggiungere, gli animali non hanno iniziato il movimento. E quando i segnali ricevuti erano mezzo sbraccio bloccato, i mouse hanno smesso di muovere la loro zampa più vicino alla pallina.

Il ritmo di quei segnali egualmente importa, i ricercatori indicati. In un altro esperimento, hanno stimolato i neuroni che portano i segnali dal talamo alla corteccia con differenti reticoli dei segnali ricevuti. La frequenza dello stimolo ha pregiudicato l'output della corteccia di motore, con gli impulsi veloci che interrompono le abilità tenaci dei mouse.

I segnali che entrano nella corteccia di motore tramite talamo vengono da ogni parte di e non è ancora chiaro quale sono la più importanti per la direzione del movimento, dice Adam Hantman, una guida del gruppo a Janelia e l'autore senior del documento. Gli input al talamo comprendono le informazioni sensitive sulla posizione del braccio, le informazioni visive, i comandi del motore da altre regioni del cervello e le previsioni circa il movimento imminente. Facendo uso degli strumenti sviluppati dal personale addetto al programma di Janelia Thalamoseq, il laboratorio di Hantman pianificazione passare le regioni specifiche del talamo in funzione e a riposo alla prova che gli input realmente stanno determinando il comportamento.

Per Hantman, la complessità di comprensione dei questi generi di abilità motorie è che cosa effettua lo studio loro così che eccitano. “Se volete capire un comportamento e pensate che stiate andando studiare una regione, potreste essere in una posizione dura,„ dice. “Dovete capire l'intero sistema nervoso centrale.„

Source:
Journal reference:

Sauerbrei, B.A., et al. (2019) Cortical pattern generation during dexterous movement is input-driven. Nature. doi.org/10.1038/s41586-019-1869-9.