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Lo studio fa il nuovo indicatore luminoso sui comportamenti riflessivi

Quando toccate una stufa calda, la vostra mano riflessivo separa; se mancate un gradino su una scala, vi catturate istintivamente. Entrambi i moti catturano una frazione di secondo e non richiedono previdenza. Ora, i ricercatori all'istituto di Salk hanno mappato l'organizzazione fisica delle celle nel midollo spinale che aiutano mediato questi ed i simili “riflessi sensorimotori critici.„

La nuova cianografia di questo aspetto del sistema sensorimotorio, descritto online in neurone l'11 novembre 2020, potrebbe piombo ad una migliore comprensione di come si sviluppa e può andare storto nei termini quali il prurito o il dolore cronico.

“C'è stato molta ricerca effettuata alla periferia di questo sistema, esaminante come le celle nell'interfaccia e nei muscoli generano i segnali, ma non abbiamo saputo quelle informazioni sensitive sono trafficate ed interpretato una volta raggiunge il midollo spinale,„ diciamo Martyn Goulding, un professore nel laboratorio della neurobiologia di Salk ed in supporto molecolari del Frederick W. e di Joanna J. Mitchell Chair. “Questo lavoro recente ci fa capire fondamentale dell'architettura del nostro sistema sensorimotorio.„

Comportamenti riflessivi--veduto anche in neonati--sono considerati alcune delle particelle elementari più semplici per movimento. Ma i riflessi devono tradurre rapidamente le informazioni dai neuroni sensoriali che individuano il tocco, il calore e gli stimoli dolorosi ai motoneuroni, che inducono i muscoli ad agire.

Per la maggior parte dei riflessi, le connessioni fra i neuroni sensoriali ed i motoneuroni sono mediati dai interneurons nel midollo spinale, che serviscono da ordinamento “degli intermediari,„ tempo quindi di risparmio oltrepassando il cervello. Come questi intermediari sono organizzati per codificare gli atti riflessivi è capito male.

Goulding ed i suoi colleghi girati in un insieme degli strumenti che molecolari di assistenza tecnica si sono sviluppati negli ultimi dieci anni per esaminare l'organizzazione di questi riflessi spinali in mouse. In primo luogo, hanno mappato quali interneurons erano attivi quando i mouse hanno risposto riflessivo alle sensazioni, come il prurito, il dolore o il tocco. Poi hanno sondato la funzione dei interneurons girandoli in funzione e a riposo determinato ed osservando come i comportamenti riflessi risultanti erano commoventi.

“Che cosa abbiamo trovato è che ogni riflesso sensorimotorio è stato definito dai neuroni nello stesso spazio fisico,„ dice il ricercatore postdottorale Graziana Gatto, il primo autore di nuovo documento. “I neuroni differenti nello stesso luogo, anche se hanno avuti impronte molecolari molto differenti, hanno avuti la stessa funzione, mentre i neuroni più simili situati nelle aree differenti del midollo spinale erano responsabili dei riflessi differenti.„

Interneurons nel livello esterno del midollo spinale era responsabile del muovere i messaggi avanti e indietro riflessivi relativi al prurito fra le celle del motore e sensoriali. I interneurons più profondi hanno trasmesso i messaggi di dolore--inducendo un mouse a muovere un piede commovente da un perno, per esempio. E l'insieme più profondo dei mouse aiutati interneurons riflessivo tiene il loro bilanciamento, stabilizzante il loro organismo per evitare la caduta. Ma all'interno di ogni area spaziale, i neuroni hanno avuti i beni ed identità molecolari varianti.

Questi comportamenti riflessivi devono essere molto robusti per la sopravvivenza,„ dice Goulding. “Così, avendo classi differenti di interneurons in ogni area che contribuiscono alle configurazioni una ridondanza riflessa particolare nel sistema.„

Martyn Goulding, il professor nel laboratorio molecolare di neurobiologia, istituto di Salk

Dimostrando che la posizione di ogni tipo del interneuron all'interno del midollo spinale importa più dell'origine inerente allo sviluppo o dell'identità genetica delle cellule, il gruppo ha verificato e confermato una teoria attuale circa come questi sistemi riflessi sono organizzati.

Ora che conoscono l'architettura fisica dei circuiti del interneuron che compongono queste vie riflesse differenti, i ricercatori pianificazione gli studi futuri per rivelare come i messaggi si trasportano e come i neuroni all'interno di ogni spazio interagiscono a vicenda.

Questa conoscenza ora sta usanda per sondare come le mutazioni patologiche nel sistema somatosensoriale provocano il prurito cronico o fanno soffrire. In un documento accompagnante, Gatto e Goulding hanno collaborato con la guarnizione di Rebecca dell'università di Pittsburgh per mappare l'organizzazione dei neuroni che generano i moduli differenti di dolore cronico.

Source:
Journal reference:

Gatto. G., et al. (2020) A Functional Topographic Map for Spinal Sensorimotor Reflexes. Neuron. doi.org/10.1016/j.neuron.2020.10.003.