Naukowcy identyfikują komórki nerwowe odpowiedzialne za naukę ruchu

Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology wykazali to w serii eksperymentów na myszach

kluczową rolę w nauce złożonych ruchówgrają astrocyty. Te gwiaździste komórki neuroglejowe (pomocnicze) tkanki nerwowej pomagają neuronom nauczyć się kodować optymalny czas i trajektorię ruchu, aby określić, kiedy i jak się poruszać.

Neuronaukowcy wykorzystali precyzyjne molekularneinterwencje mające na celu zakłócenie dwóch specyficznych funkcji astrocytów w korze ruchowej. U niektórych myszy zakłóciły one zdolność astrocytów do wychwytywania neuroprzekaźnika glutaminianu. Jest to substancja chemiczna, która pobudza aktywność nerwów, gdy wchodzi do synaps. U innych myszy hiperaktywowały sygnały wapniowe astrocytów, co wpłynęło na ich funkcjonowanie.

W obu przypadkach interwencje zakłóciły normalnośćproces neuroplastyczności, w wyniku którego neurony tworzą lub zmieniają swoje wzajemne połączenia w miarę uczenia się. Aby sprawdzić, jak te zmiany wpłynęły na myszy doświadczalne, badacze dali zwierzętom proste zadanie motoryczne, które musiały opanować. Na sygnał myszy musiały dotrzeć do dźwigni i nacisnąć ją w ciągu pięciu sekund. 

W normalnych warunkach gryzonie nauczyły się działaćzadanie za kilka tygodni. Jednocześnie w trakcie treningu wzrosła dokładność ruchów, reakcja uległa przyspieszeniu, a trajektoria pchania stała się gładsza i bardziej jednolita. Każda interwencja miała wpływ na zachowanie myszy. 

W pierwszym przypadku, gdy naukowcy się wyłączylizdolności astrocytów do wchłaniania glutaminianu, myszy nadal naciskały dźwignię z tą samą prędkością. Ale w tym przypadku płynność ruchu została znacznie zmniejszona. Stały się niestabilne i chwiejne, zwierzęta nie mogły poprawić swojej techniki. W drugim przypadku (podczas uderzenia w kanały wapniowe) gryzonie przestały rozumieć, kiedy nacisnąć dźwignię, a prędkość ruchów znacznie spadła.

Ważną rolę odgrywa koordynacja ruchowacodzienne życie ludzi. Wyniki badania pokazują, że dla głębszego zrozumienia procesów uczenia się i związanych z nimi zaburzeń konieczna jest analiza nie tylko neuronów kory ruchowej, ale także „grupy wsparcia”, która utrzymuje optymalną równowagę molekularną do uczenia się.

Czytaj więcej:

Po raz pierwszy sfilmowano rybę żyjącą na głębokości ponad 8300 m

Naukowcy odkryli naturę dziwnych sygnałów radiowych z planety podobnej do Ziemi

Badanie wykazało, że tyranozaury różniły się od ich „filmowego” wyglądu

Na okładce: astrocyty ludzkiego mózgu. Zdjęcie: Bruno Pascal, CC BY-SA 3.0, za pośrednictwem Wikimedia Commons