רשום פופולרי

בחירת העורך - 2019

ממצאים על חוט השדרה יכולים לעזור להסביר מקורות של שליטה באיבר

Anonim

אולי יש לנו יותר במשותף עם לאמריקה ממה שאנחנו חושבים, על פי מחקר חדש באוניברסיטת Northwestern על תנועה. הליבה שלה, המחקר של דג הזברה שקוף כתובות סוגיית אבולוציה בסיסית: איך הגענו לכאן?

פרסומת


מדעני המוח מרתה ו. בגנאל ודוד ל. מקלין מצאו כי מעגלי חוט השדרה המייצרים כיפוף הגוף בדגי השחייה מסובכים יותר ממה שחשבו בעבר.

תנועת החולייה התפתחה מהכיפוף הפשוט שמאלה-ימנית של הגוף המובהק על ידי מנורות למראה של סנפירים בדגים גרמיים לתנועת בני אדם, עם תיאום עצבים ושרירים מורכבים הנחוצים להזיז ארבע גפיים.

Bagnall ו McLean הדו"ח כי שליטה דיפרנציאלית של שריר של בעלי חיים - התבנית הבסיסית לשליטה על איברים מורכבים יותר - הוא כבר במקום ברשתות השדרה של דגים פשוטים. מעגלים עצביים דג הזברה מופרדים לחלוטין: מפת נוירונים בודדים לשרירים ספציפיים.

באופן ספציפי, מעגלים עצביים המניעים את תנועת השריר על הגב (או הגב) בצד הם נפרדים מן מעגלים עצביים הפעלת השרירים על הצד הגחון (או הקדמי). זה בנוסף לדגים להיות מסוגל לשלוט בנפרד בצד שמאל וימין של הגוף שלה.

בסופו של דבר, הבנה יותר על איך לשחות דגים יאפשר למדענים להבין איך בני האדם הולכים.

"האבולוציה מתבססת על דפוסים קיימים, וזה חלק קריטי של הפאזל", אמר מקלין. "הנתונים שלנו מסייעים להבהיר כיצד המעבר ממים לקרקע היה יכול להיעשות על ידי שינויים פשוטים בקשרי רשת השדרה".

הממצאים יפורסמו ב -10 בינואר בכתב העת Science . מקלין, פרופסור לנוירוביולוגיה במכללת וינברג למדעים ולמדעים, ובאגנאל, פוסט-דוקטורט בקבוצת המחקר שלו שערך את הגילוי, הם מחברי המאמר.

"ידע זה יכניס אותנו למצב טוב יותר כדי ליצור טיפולים יעילים יותר כאשר הדברים ישתבשו במעגלים עצביים בבני אדם, כגון נזק לחוט השדרה", אמר מקלין. "אם אתה רוצה לתקן משהו, אתה צריך לדעת איך זה עובד מלכתחילה, בהתחשב בכך חוט השדרה הדגים עובד בצורה דומה שלנו, זה עושה את זה מודל מודל פנטסטי למחקר."

McLean ו Bagnall בחנו את הנוירונים המוטוריים של דג הזברה התינוק כי הדגים מתפתחים במהירות והם רואים. הם השתמשו בטכניקות הדמיה של המדינה כדי לפקח ולטפל בפעילות העצבית בדגים.

"את יכולה להביט ישר לתוך מערכת העצבים, "אמר מקלין. "זה די מדהים."

המעגלים הנפרדים להזיז את השמאלית והימנית ואת החלק העליון והתחתון של הדג מאפשרים לחיה לסובב את גופה זקוף כאשר היא חשה כי היא התגלגלה יותר מדי לצד זה או זה.

"הסדר זה מתאים באופן מושלם לספק שליטה יציבה מהירה במהלך שחייה", אמר Bagnall. "חשוב לציין, דפוס אבות זה של ארגון חוט השדרה עשוי גם לייצג תבנית תפקודית מוקדמת עבור מקורות השליטה איבר."

שליטה נפרדת של שרירי הגב והגחון בגוף הדגים היא קודמת אפשרית להפריד את השליטה של ​​extensors ו flexors בגפיים האדם. על ידי שינוי הקשרים בין המעגלים הללו, כפי שהרחיבו במהלך האבולוציה, קל יותר להסביר כיצד דפוסים מורכבים יותר של תיאום מוטורי בגפיים ובתא המטען היו יכולים להתעורר במהלך שינויים אבולוציוניים דרמטיים בתכנית החולייתנים.

"אנחנו מקניטים את המרכיבים הבסיסיים של מעגלים לוקומוטוריים", אמר מקלין. "המנגנונים המולקולריים האחראים לבניית מעגלים בעמוד השדרה נשמרים בכל בעלי החיים, ולכן מחקר זה מספק היפותזה יפה שמדענים יכולים לבדוק".

פרסומת



מקור הסיפור:

חומרים המסופקים על ידי אוניברסיטת נורת 'ווסטרן . הערה: ניתן לערוך תוכן עבור סגנון ואורך.


עיון ביומן :

  1. מרתה ו 'בגנל ודוד ל' מקלין. ארגון מודולרי של שבבים צירית דג הזברה . מדע, ינואר 2014