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O estudo mostra como as séries de embreagens do `' na ajuda do córtice de motor nossos cérebros iniciam o movimento

Por décadas, os cientistas quiseram saber porque as pilhas específicas no cérebro que controlam o incêndio do movimento quando os povos planeiam simplesmente ou imaginam fazer um movimento, ou observam alguma outra pessoa fazer um movimento - mas não se mova realmente.

Agora, os cientistas da Universidade de Chicago que trabalham neste mistério descobriram que os sinais no córtice de motor actuam como uma série de embreagens quando se trata de se mover, e que estes sinais podem ser interrompidos para retardar a iniciação do cérebro do movimento.

Os resultados, publicados no neurônio do jornal, potencial podiam conduzir um dia aos tratamentos para povos com doença de Parkinson, uma desordem de movimento.

Este trabalho fornece a primeira evidência que os testes padrões em grande escala, espacial organizados do cérebro são comportàvel relevantes.”

Nicho Hatsopoulos, Ph.D., neurocientista, professor da biologia e da anatomia organismal e autor superior do estudo

É longo sabido que quando uma pessoa pensa aproximadamente ou planeia um movimento, incêndio dos neurônios no córtice de motor e cria um sinal chamado uma beta oscilação. Hatsopoulos compara a função deste sinal a uma embreagem em um carro com uma transmissão manual: Se você empurra um pedal de embreagem, a seguir pressione no gás, o motor de automóveis rev -- mas não se moverá porque o carro não está na engrenagem. Igualmente, se você simplesmente imagina mover seu braço ou observa alguma outra pessoa mover seu braço, este sinal em seu córtice de motor é mantido ou mesmo intensifica -- mas você não move seu braço. É somente quando você está pronto para se mover realmente que as beta oscilações cessam -- essencialmente, a embreagem contrata o motor à transmissão seus do braço de movimentos automobilísticos e.

Hatsopoulos e sua equipe descobriram que este sinal da “embreagem” no córtice de motor está compreendido melhor como não um, mas as embreagens um pouco múltiplas que contratam em um teste padrão espacial organizado que possa começar em uma ou outra extremidade do córtice de motor e terminar no outro. Cada vez que um movimento é iniciado, esta onda organizada das embreagens -- na realidade, grupos de neurônios do despedimento -- contrata.

“Quando isto embreagem-como o mecanismo for observado previamente em únicos locais no córtice de motor, nós descobrimos que a iniciação do movimento está associada com uma onda da propagação das embreagens através da superfície cortical,” dissemos Hatsopoulos. “Além disso, nós fornecemos a primeira evidência causal que esta onda é uma condição necessária para a iniciação do movimento.”

Os pesquisadores estudaram três macacos de macaque do rhesus que foram recompensados com suco cada vez que ganharam um jogo de vídeo. O jogo exigiu os macacos usar um manche para mover um cursor através de uma tela para um alvo. Os eléctrodos implantados na área do braço/mão dos córtices de motor dos macacos gravaram a actividade neuronal do movimento do braço envolvido em manipular o manche.

Electricamente microstimulating locais múltiplos na área do braço/mão do córtice de motor para criar ondas da estimulação, os pesquisadores podiam interromper sob certas condições o tempo de reacção dos macacos. Quando aplicaram a estimulação em uma maneira que seguisse a onda natural das embreagens que se liberam, a iniciação do macaco do movimento permaneceu inalterada. Mas quando estimularam as pilhas no sentido oposto da onda, o tempo de reacção retardou.

“Este estudo fornece pela primeira vez uma caracterização deste embreagem-como o mecanismo em uma base da experimentação-por-experimentação,” disse Karthikeyan Balasubramanian, Ph.D., um investigador sénior no departamento da biologia Organismal e a anatomia, que conduziram o estudo. “Além disso, nossos resultados da estimulação sugerem que nós sejamos causal interromper onda-como a dinâmica neural quando nós estimulamos contra a onda natural que está ligada à iniciação do movimento.”

A aproximação da estimulação poderia talvez pessoa do auxílio dia com doenças como Parkinson ajudando as movimento iniciado com a estimulação spatio-temporally organizada, elétrica dos eléctrodos em seus córtices de motor. Importante, esta aproximação nova da estimulação pode ser útil em compreender testes padrões neurais em grande escala durante todo o cérebro.

A equipe está estudando agora se os testes padrões similares dos sinais ocorrem no córtice de motor ao mover a língua, e se a iniciação do movimento da língua pode igualmente ser manipulada com a micro estimulação.

Source:
Journal reference:

Balasubramanian, K., et al. (2020) Propagating Motor Cortical Dynamics Facilitate Movement Initiation. Neuron. doi.org/10.1016/j.neuron.2020.02.011.