龜的脊髓神經元的橫截面。圖片來源：哥本哈根大學神經科學系
通過對海龜神經和肌肉細胞之間網絡的研究，哥本哈根大學的研究人員對運動產生和維持的方式有了新的認識。從長遠來看，新知識可能會對治療ALS和脊髓損傷產生影響。
對於大多數人來說，很容易將一條腿放在另一條腿前面並繼續行走。這樣做的能力是第二天性，或者可以說，在我們的骨頭裡。毫不誇張的說。
“大多數運動實際上都是在脊髓中產生的。當然，與神經系統的高級部分（如大腦）進行對話，但也有反射只是來自背部，”副教授和負責人說。該說法來自哥本哈根大學神經科學系的研究Rune W. Berg。
他和他的研究小組正在對神經和肌肉細胞之間的網絡進行研究，該研究已發表在著名的科學期刊“ 自然通訊”上，並提供了對運動產生和維持方式的全新見解。
查看烏龜的反射機制
在這項研究中，研究小組使用電極來研究海龜用一條後腿劃傷自己的脊髓反射。一個反射的狗，貓和其他一些哺乳動物也有發現。
人類同樣配備了各種脊柱反射。雖然在進化方面，我們與烏龜相距甚遠，科學家認為許多基本機制是相同的。
因此，當烏龜使用來自後腿的爬行動作有節奏地刮傷自己時，在殼內引發的閃電快速神經衝動的煙花離觸發我們自己的肌肉的機制也不遠。
從控制器到神經網絡
到目前為止，人們普遍認為肌肉神經元的激活來自某種指揮中心，它一次向許多細胞發送信號。“因為很難找到運動的起源，所以長期以來人們一直認為它是一個小核心，可以像某種節拍器那樣設定節奏。但我們的數據顯示它實際上可能是一個大型網絡，”該研究背後的研究小組助理教授HenrikLindén說。
為了測試這是一個小型指揮單位還是一個大型網絡的問題，研究人員將龜的運動相對安靜的節奏與脊柱的快速神經衝動進行了比較。
令研究小組感到意外的是，測量結果顯示沒有相關性的證據 - 因此沒有證據表明多個細胞中的神經信號應該來自同一個來源，如果它是一個指揮中心那麼確實如此。同時發信號通知多個小區。相反，研究人員現在認為神經信號來自一個主要的，分散的細胞網絡，每個細胞網絡只向少數其他細胞發送信號。該組隨後在模擬的簡單神經系統的計算機模型中複製的結果。
ALS和脊髓損傷的可能性
通過這些結果，研究人員更加精確地瞭解了實際生成運動的位置和方式。
“如果我們對網絡及其工作原理不夠了解，我們在治療方面就會陷入困境。相反，一旦我們深入瞭解網絡分佈背後的原理，以及哪些細胞類型很重要，我們可以更好地將神經系統疾病的治療推向正軌，“Rune W. Berg說。
除此之外，他還強調神經系統疾病，如肌萎縮側索硬化症和脊髓損傷，例如交通事故，因為增加脊髓神經系統知識可以帶來長期治療進展的領域。
同樣，從基礎研究到脊髓神經元的新見解可能有益於神經病學的其他部分，例如與小腦死亡有關，這與腦幹活動缺陷有關。現在，該研究小組的下一步是繼續使用光學測量對散在的神經網絡進行映射，使其能夠在更大的區域內同時跟蹤活動。
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