U novoj studiji, naučnici sa Univerziteta u Kelnu stekli su nove uvide u mehanizam ritmičke aktivacije nervnih ćelija (neurona) kod štapićastih insekata koji kontrolišu mišiće nogu tokom hodanja. Istraživači su pokazali da su neuroni koji aktiviraju depresorski mišić u nozi ritmički uzbuđeni, za razliku od drugih mišića nogu. Pretpostavljalo se da su svi ovi takozvani motorni neuroni aktivirani na isti način od strane centralnih neuronskih mreža.
Studija „Sinaptički pogon centralnih mreža koje stvaraju obrasce do motornih neurona nogu insekta koji hoda je specifičan za bazen motornih neurona“, objavljena je u časopisu Current Biology.
Istraživački tim UoC istražuje neuronske osnove stvaranja pokreta kod životinja, posebno one u osnovi lokomotornih aktivnosti kao što je hodanje. U tu svrhu, tim predvođen profesorom dr Ansgarom Bušgesom analizira insekte, pošto su zahtevi za nervni sistem u vezi sa stvaranjem i kontrolom kretanja hodanja veoma slični širom životinjskog carstva.
Kod mnogih životinja, na primer, postoje mreže u centralnom nervnom sistemu koje čine osnovu za stvaranje obrazaca ritmičke aktivnosti za mnoge oblike pokreta, bilo za ritmičke lokomotorne aktivnosti kao što su trčanje, plivanje, puzanje i letenje ili za vegetativne funkcije. kao što je disanje.
Ove visoko specijalizovane mreže nazivaju se centralnim generatorima šablona (CPG). Oni stvaraju ritmičku motoričku aktivnost mišića za kretanje u interakciji sa informacijama iz čulnih organa, neurona koji se nazivaju proprioceptori; proprioceptori izveštavaju o pokretima i obaveštavaju centralni nervni sistem. U slučaju hodanja, nalaze se na nogama insekata iu njima.
Mreže to rade tako što aktiviraju takozvane motorne neurone koji inerviraju mišiće. Pretpostavljalo se da takvi CPG imaju isti uticaj na sve motorne neurone na koje ciljaju. U svojoj novoj studiji, Angelina Ruthe, dr Charalampos Mantziaris i profesor Buschges su opovrgli ovu pretpostavku o lokomotornoj aktivnosti insekata.
U svojim eksperimentima, naučnici su farmakološki aktivirali CPG u centralnom nervnom sistemu štapićavog insekta Carausius morosus i istraživali uticaj na motorne neurone koji inerviraju mišiće njegovih nogu. Otkrili su da sve grupe motornih neurona mišića nogu, osim jedne, primaju identičan pogon od mreža: ritmičke inhibitorne signale od CPG-a. Samo motorni neuroni, koji inerviraju depresorni mišić noge, kontrolišu se faznim ekscitatornim pogonom.
Zanimljivo je da je mišić depresora nogu upravo mišić insekta koji je odgovoran za stvaranje stava nogu tokom bilo koje situacije hodanja – bez obzira da li životinja trči gore ili dole horizontalno, na plafonu ili na grani. „Ritmička ekscitacija, a time i specifična aktivacija ovog pula motornih neurona od strane CPG-a, može poslužiti da se osigura tačan tajming kontrakcije mišića depresora, a time i početak faze stajanja i njena stabilizacija“, objasnio je profesor Bušges.
