科学家发现在老鼠大脑区域,防止身体失去平衡

新的科学研究发现的一小部分大脑如何单枪匹马地持平身体失去平衡。这项研究在老鼠身上发现一个大脑区域称为前庭外侧核,或LVN,完成这一壮举通过移动一个两步的肌肉,膝跳反射响应第一个扩大动物的重心,然后加强和稳定其肢体肌肉和关节。这些发现提供了有力的证据,LVN是动物的关键保持平衡的能力,同时也提供洞察动物如何保持直立的机制发生意想不到的变化时在他们的脚下。

该研究发表在今天细胞的报道。

“那块不平整的人行道上是否跳闸或谈判不稳定平衡梁,我们都能回忆起的时候我们几乎失去了平衡的拯救了一些快速反应,”托马斯·m . Jessell说博士:哥伦比亚大学心理大脑行为研究所和莫蒂默·扎科曼论文的资深作者。“今天的结果老鼠表明,这样的反应可能是由一个可预测的过程引导LVN, a大脑地区,似乎是专注于一件事:保持身体的脚。”

几十年的研究表明,涉及多个脑区在不同方面的平衡。但地区参与的活性部分如何平衡动物保持立场在经历disturbance-remained不清楚。

到达平衡的根源在大脑中,研究人员首先训练老鼠走过平衡木,而梁是推动以特定的间隔。后暂时失去平衡,老鼠几乎总是持稳,继续自己的路。在整个活动中,研究人员监控动物的四肢肌肉活动。

“每次我们推动梁,我们观察到一个可预测的模式肌肉活动帮助老鼠恢复平衡,”安德鲁·默里说博士论文的第一作者完成了这项研究的多数而哥伦比亚Jessell实验室的博士后研究员。

在序列模式由两个动作:首先,鼠标延长它的爪子,它扩大了动物的支持的基础。第二,动物的肢体关节周围的肌肉变得强壮和刚性,使鼠标驱动本身在平衡木的中心。一旦改正自己,他们继续沿着梁的长度。

这个反射性的动作,几乎每个人都能体会。

“如果你曾经站在地铁突然移动时,你的身体可能会执行一个类似的序列运动让你正直,“Jessell博士说,他也是运动神经元疾病的克莱尔拖教授欧文在哥伦比亚大学医学中心和霍华德休斯医学研究所的一位研究员。“首先,你扩展你的手或脚向外扩大你的基地的支持。如果你发现自己跌至一边,你可能会把自己逼向相反的方向重新平衡。”

在第二组实验中,研究人员试图找出如何将动物的大脑,使这一切成为可能。通过使用先进的分子工具,他们追踪这些大脑区域指示特定的运动。数据指出,大脑中的一个小区域称为LVN。

确认LVN确实负责维护平衡,研究人员然后沉默。当老鼠走在地上,他们似乎正常。他们甚至可以走在电波但科学家又将梁的时候,这一次他们不稳定;他们会失去能力恢复平衡。

“有趣的是,大脑没有备份计划;没有其他的一部分大脑弥补LVN介入,”默里博士说,现在的组长Sainsbury康中心,伦敦大学学院。“这指向这一事实LVN编排动作,保持身体平衡。”

前进,脑科学的研究人员深入研究平衡。例如,老鼠的初步研究表明,LVN似乎在动物开始活跃起来,当走在不稳定的东西,比如平衡木。但当它是走在一个更稳定的表面,如跑步机,它保持休眠状态。

“大脑似乎知道它是从事一个有潜在危险的旅程,因此需要额外的意识到它的环境,“Jessell博士说。“指导这个过程的精确机制可能是复杂的,涉及多个脑区。但LVN很可能是这一切的中心。”

本文题为“平衡控制由前庭神经电路在肢体延长或拮抗剂肌肉co-activation。”