Nervceller i hjärnan styr hur möss svänger vänster eller höger
I en ny studie har forskare från Köpenhamns universitet och Karolinska Institutet hittat nervceller i hjärnan som styr hur möss svänger åt vänster och höger. Studien publicerades nyligen i tidskriften Nature Neuroscience.
Gång är ett naturligt beteende, universellt för djurriket, och ett av det mest grundläggande egenskaper som hjärnan styr. De nervcellsnätverk som är direkt ansvariga för att samordna koordinerade rörelser, såsom gång, sitter i ryggmärgen. För att dessa nätverk ska fungera behöver de få kommandon från nervceller som styr start, stopp och tempo vid gång. Hjärnstammens nervceller som styr dessa parametrar har undersökts utförligt.
För att djur och människor ska kunna förflytta sig effektivt behöver de, förutom att kunna gå rakt fram, även kunna svänga vänster och höger, men förståelsen kring denna funktion hos däggdjur har hittills varit relativt begränsad.
Ole Kiehn, professor vid Institutionen för neurovetenskap vid Karolinska Institutet och institutionen för neurovetenskap vid Köpenhamns universitet, har tillsammans med sina kollegor funnit att en specifik nervcellspopulation i hjärnstammen hos möss fungerar lite som en ”ratt" och kontrollerar hur de svänger till höger eller vänster genom bål- och lem-baserade mekanismer.
– Dessa nervceller uttrycker transkriptionsfaktorn Chx10 och skickar signaler ner till ryggmärgsnätverket som styr i vilken riktning musen rör sig, förklarar Ole Kiehn.
Försöken visar att dessa Chx10-celler är det dominerande systemet för naturliga riktningsrörelser hos däggdjur.
– Det visar sig att när nervcellen Chx10 är aktiv på den ena sidan, ser den till att mössen svänger till vänster eller höger genom att bromsa/sakta ner rörelsen och samtidigt luta kroppen i den riktning som mössen svänger åt. Steglängden blir lång på den ena sidan och kort på den andra och därmed svänger musen åt det ena eller andra hållet. Styrningsmekanismer hos fyrbenta djur kan liknas vid den mekanism som gör det möjligt för bakhjulen på ett fyrhjuligt fordon att svänga åt vänster eller höger, fortsätter han.
– En bättre förståelse för den organisatoriska principen för hjärnstammen och nätverken i ryggmärgen, som kontrollerar rörelser hos möss, skulle kunna möjliggöra utvecklingen av behandlingsmetoder för neurologiska sjukdomar som påverkar motorisk kontroll hos människan, såsom Parkinsons sjukdom eller ryggmärgsskada.
Studien har finansierats med hjälp av Europeiska forskningsrådet (ECR), European Molecular Biology Organization (EMBO), Vetenskapsrådet och Novo Nordisk Fonden.
Publikation
Brainstem neurons that command mammalian locomotor asymmetries
Cregg JM, Leiras R, Montalant A, Wanken P, Wickersham IR, Kiehn O
Nature Neuroscience, 11 May 2020, 10.1038/s41593-020-0633-7