Как планираме движенията?

Малкият мозък е част от централната нервна система. Намира се зад варолиевия мост и продълговатия мозък. Изграден е от три основни части - две полукълба, наподобяващи тези на крайния мозък и тяло наречено червей. Функцията на малкия мозък е напълно свързана с регулацията и координацията на движенията на организма. Той регулира силата, продължителността и съгласуваността на съкращенията на скелетната мускулатура на тялото, както и мускулния му тонус.

Главният мозък зависи от схемата, по която невроните са свързани и си взаимодействат, за да интерпретира информацията за света, да се учи от преживяванията и да контролира движенията. Нервните клетки се смесват в това тясно пространство, за да образуват сложна мрежа, което затруднява учените да разберат кои от тях са отговорни за движенията, пише Neurosciencenews.

В две статии, публикувани на 31 октомври 2018 г. в списанието "Природа", изследователи от кабинета "Janelia Research Campus" на Медицински институт на Хауърд Хюс и Института за мозъчна наука "Алън" разработват как два вида сплетени нервни клетки разделят действията, които планират и инициират движения.

Невро-учените изследват сложните мрежи на мозъка от много различни ъгли, като проследяват клетъчните структури, молекулните характеристики и нервните дейности. Комбинирането на тази разнородна информация, за да се получат прозрения за мозъчната функция, остава изключително предизвикателство и именно в нея се крие ключа към цялостното обяснение на всяко наше действие.

В новата работа, учените обединяват усилията си, за да създадат пълни генни експресионни профили на клетките в неокортекса на мишка. Неокортексът е най-голямата част от мозъка на бозайниците, отговорна за по-висши когнитивни функции. Екипът се фокусира върху големи неврони в предната странична моторна кора - област, участваща в планирането и изпълнението на движенията.

Тези неврони носят информация далеч от кората. В тази подгрупа от неврони, две групи клетки, дефинирани от техните транскриптоми споделят едни и същи анатомични свойства. Техните пътища, обаче, са различни към други части на мозъка. Едната част от тях се свързват с мозъчния ствол, където се намират моторните неврони, които, чрез гръбначномозъчните нерви, насочват тялото към извършване на действия. Вторият комплект се свързва с таламуса - централното разпределително табло в мозъка, от където се осъществяват аферентни и еферентни връзки между коровите полета на мозъка и така се оформя цялостният процес на движение като се определя спецификата на ситуацията.

Това става с помощта на пирамидните клетки, чиито неврити излизат от основата на клетките и завършват в сивото вещество или отиват в бялото мозъчно вещество. Приема се, че тези клетки заедно с подлежащите пирамидни клетки от ганглиевия слой образуват висшите двигателни центрове в кората, откъдето излизат двигателни нервни пътища.

От двигателната зона в дясното полукълбо нервните импулси осигуряват осъзнати и целенасочени движение на мускулите на лявата половина на тялото, а от двигателната зона в лявото полукълбо – на мускулите на дясната половина на тялото. По-голямата част от нервите, които провеждат импулсите, се кръстосват в продълговатия мозък. При нарушаване на двигателната зона настъпва парализа на противоположната стана на тялото.

Тези големи неврони от предната странична моторна кора вече са получили внимание от невро-учените, защото са особено уязвими към невродегенеративни заболявания.

"Учените винаги могат да намерят начини да разделят клетките на групи", казва Тасич, но в този случай групите предлагат ясна представа за ролята на всеки тип клетка при оформянето на движението. Това е ключова стъпка в разкриването на сложността на кората.

С нови инструменти за изследване в разработването и ускоряване на широкомащабните усилия за картографиране, този тип невронно декодиране скоро ще се засили.