Forskare identifierar nervceller som är ansvariga för att lära sig rörelse

Forskare från Massachusetts Institute of Technology visade i en serie experiment på möss att

nyckelroll i att lära sig komplexa rörelserastrocyter spelar. Dessa stellika neurogliala (hjälp) celler i nervvävnaden hjälper neuroner att lära sig att koda den optimala timingen och banan för rörelsen och bestämma när och hur de ska röra sig.

Neuroforskare har använt exakt molekylärinterventioner för att störa två specifika funktioner hos astrocyter i den motoriska cortex. Hos vissa möss störde de astrocyternas förmåga att ta upp signalsubstansen glutamat. Detta är en kemikalie som exciterar nervaktivitet när den kommer in i synapserna. Hos andra möss hyperaktiverade de astrocyternas kalciumsignaler, vilket påverkade deras funktion.

I båda fallen störde ingreppen det normaladen process av neuroplasticitet genom vilken neuroner bildas eller ändrar sina förbindelser med varandra när de lär sig. För att testa hur dessa förändringar påverkade experimentmössen gav forskarna djuren en enkel motorisk uppgift som de var tvungna att bemästra. När de fick en signal var mössen tvungna att nå spaken och trycka på den inom fem sekunder. 

Under normala förhållanden har gnagare lärt sig att presterauppgift om ett par veckor. Samtidigt, under träningsprocessen, ökade rörelsenoggrannheten, reaktionen accelererade och skjutbanan blev jämnare och mer enhetlig. Varje intervention påverkade mössens prestanda. 

I det första fallet, när forskarna stängde avastrocyternas förmåga att absorbera glutamat, tryckte möss fortfarande på spaken med samma hastighet. Men i det här fallet reducerades rörelsens jämnhet avsevärt. De blev instabila och skakiga, djuren kunde inte förbättra sin teknik. I det andra fallet (under påverkan på kalciumkanaler) slutade gnagarna att förstå när de skulle trycka på spaken, och rörelsehastigheten sjönk avsevärt.

Rörelsekoordination spelar en viktig roll imänniskors vardag. Resultaten av studien visar att för en djupare förståelse av inlärningsprocesser och tillhörande funktionsnedsättningar är det nödvändigt att analysera inte bara nervcellerna i den motoriska cortexen, utan också den "stödgrupp" som upprätthåller den optimala molekylära balansen för inlärning.

Läs mer:

För första gången filmades en fisk som lever på mer än 8 300 m djup

Forskare har listat ut arten av konstiga radiosignaler från en planet som liknar jorden

Studien visade att tyrannosaurier skilde sig från deras "cine" utseende

På omslaget: mänskliga hjärnans astrocyter. Bild: Bruno Pascal, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons