НОВОСТИ

 
01 августа 2017 г.

Дополнительные нейронные каналы связи между мозгом и лапой дали животным возможность совершать более сложные движения.

Кисть примата выглядит более совершенным инструментом, чем кисть грызуна: мы можем делать руками массу сложных манипуляций, тогда как для мыши даже просто схватить что-то в кулак уже оказывается довольно сложной задачей.

Моторные (двигательные) нейроны, выращенные из эмбриональных клеток мыши. (Фото: Penn State / Flickr.com.)

Моторные (двигательные) нейроны, выращенные из эмбриональных клеток мыши.

Конечно, грызунам, да и множеству других зверей, возможность делать какие-то сложные движения лапами вроде как без надобности. Но речь в данном случае о другом: совершенно очевидно, что нейронный механизм, позволяющий управлять кистью, совершил у людей и обезьян довольно заметный эволюционный скачок.

Работу мышц контролируют специальные зоны в головном мозге, которые генерируют двигательный импульс, отправляя его по специальным проводящим путям в спинном мозге к соответствующим мышцам. Эти проводящие пути представляют собой нейронные цепи, в которых клетки контактируют друг с другом с помощью аксонов – очень и очень длинных отростков.

Когда нейронный «провод» только начинает формироваться, очень важно, чтобы нейронные отростки росли туда, куда надо. Отладка проводящих путей происходит после рождения, когда детеныш в буквальном смысле встает на ноги. И здесь главную роль играют два рода белков: семафорины и рецепторы к семафоринам, называемые плексинами.

Семафорины запрещают нейронным отросткам расти туда, куда не следует: если нейрон пытался прорасти в какое-то место и вдруг почувствовал семафориновый сигнал, то нейронный отросток немедленно изменит направление. У мышат один из семафоринов формирует проводящие пути, контролирующие движение конечностей; поскольку мыши преимущественно просто бегают на своих четырёх лапах, сигнальные белки подавляют формирование нейронных путей, которые позволяли бы совершать более сложные движения.

Исследователи из Детского медицинского центра Цинциннати вместе с коллегами из Йеля и некоторых других научных центров выяснили, какой именно рецепторный белок работает у мышей, когда у них формируются двигательные проводящие пути. В статье в Science говорится, что если этот белок под названием PlexA1 (то есть плексин A1) отключить, то у животных начинают лучше работать кисти: в частности, мыши-мутанты лучше справляются со спагетти и другой едой, которую нужно было хватать и удерживать в кулачке.

А вот в тестах на общую координацию, в которых требовалось просто пройти по особо сложной поверхности, никакой разницы между нормальными животными и животными с выключенным рецептором не было. Иными словами, без рецепторного белка двигательные нейроны смогли проложить дополнительные «провода» к лапам, и дополнительный нейронный контроль позволил мышам выполнять достаточно сложные манипуляции.

Наконец, если сравнить гены у мышей и у приматов, то можно увидеть, что у приматов у гена PlexA1 появляется дополнительный контролер – специальная регулирующая последовательность в ДНК. С регуляторной последовательностью связывается особый белок, который влияет на активность расположенного рядом с ней гена PlexA1. Очевидно, именно благодаря таким добавочным молекулярно-генетическим элементам управления приматы и получили возможность двигать своей кистью так, как ни один другой зверь.

Происходит тут, скорее всего, следующее: из-за добавочной регуляции в системе семафорных генов и белков мозг получает дополнительные каналы связи с кистью руки и потому может управлять более сложными действиями – хотя молекулярные подробности того, как и когда работают регулирующие белки и ДНК-фрагменты, еще предстоит выяснить.

Авторы работы полагают, что их результаты пригодятся и в клинических исследованиях; например, можно представить, что, действуя через систему семафоринов и их рецепторов, можно улучшить состояние больных с врожденными или приобретенными дефектами, связанными с двигательной системой.

Источник: НАУКА И ЖИЗНЬ

Есть вопрос или комментарий?..


Ваше имя Электронная почта
Получать почтовые уведомления об ответах:

| Примечание. Сообщение появится на сайте после проверки модератором.


Вернуться в раздел НОВОСТИ

Регистрация ЛСCRO Биоконсалтинг предлагает любые виды услуг по юридическому оформлению лекарственных средств на территории РФ....
Открыть раздел Регистрация ЛС
ЦТМ г.СухумЦентр трансляционной медицины (ЦТМ) «Биоконсалтинг» г....
Открыть раздел ЦТМ г.Сухум
Подработка для студентов! Участие в медицинских-научных исследованиях. Исследования проводятся в течении 4-х дней (2+2 через 2 недели) (оплата от 3 000 рублей в день)....
Открыть раздел Вакансии
ЦТМ г.СухумЦентр трансляционной медицины (ЦТМ) «Биоконсалтинг» г....
Открыть раздел ЦТМ г.Сухум
Политика в области качестваОсновная цель деятельности Общество с ограниченной ответственностью «Биоконсалтинг» (далее ООО «Биоконсалтинг») – проведение токсикологических,...
Открыть раздел Политика в области качества
The LineAct Platform