size0

Urazy rdzenia kręgowego lub udary mózgu skutkują niekiedy paraliżem. Naukowcy od lat starają się opracować metodę, która mogłaby przywrócić osobom sparaliżowanym pełną władzę w rękach i nogach. Być może kluczowe okażą się tu badania prowadzone przez Uniwersytet Niigata w Japonii we współpracy z Centrum Medycznym Szpitala Dziecięcego w Cincinnati, w USA.

Czynności takie jak chwytanie, choć wydają się pozornie proste, angażują wiele ośrodków mózgu, wymagają bowiem precyzyjnej koordynacji i sprawnego przetwarzania informacji o wrażeniach zmysłowych i wykonywanych ruchach. Wszystkie te dane przekazywane są za pomocą dróg nerwowych w rdzeniu kręgowym. Obecnie jednak wiedza na temat tych specyficznych korowo-rdzeniowych obwodów nerwowych jest niewielka.

Dr Yutaka Yoshida wraz ze współpracownikami zastosowali metody genetyczne, aby dokładnie przeanalizować organizację i funkcje neuronów korowo-rdzeniowych u myszy. Tworzą one połączenia podobne jak u ludzi, wychodzące z kory mózgu i prowadzące przez jądro ogoniaste i rdzeń kręgowy, gdzie tworzą dodatkowe synapsy. Zespół dr. Yoshidy opracował mapę tych neuronów, które są zaangażowane w kontrolę kończyn przednich, wraz z odbieraniem bodźców czuciowych. Udało się również zidentyfikować specyficzne neurony kontrolujące wykonywanie poszczególnych ruchów. Naukowcy wykazali też, że przekazywanie impulsów nerwowych w celu wywołania ruchu możliwe jest jedynie wówczas, gdy neurony wytwarzają pewien czynnik transkrypcyjne nazywany Chx10. Zahamowanie jego wytwarzania w odcinku szyjnym rdzenia kręgowego znacznie utrudniło zwierzętom sięganie po pożywienie. Ponadto, zauważono, że uniemożliwia to myszom przyswajanie nowych sposobów wykonywania różnych czynności.

Neurony korowo-rdzeniowe kory czuciowej nie łączą się jednak, w przeciwieństwie do tych pochodzących z kory ruchowej, bezpośrednio z interneruronami przeruchowymi. Preferencyjnie tworzą one synapsy z interneuronami kręgosłupa, w których następuje ekspresja genu Vglut3. Zaobserwowano, że deficyty w zakresie zdolności do chwytania i wypuszczania przedmiotów powodowane mogą być także przez przez hamowanie w obrębie tego samego odcinka rdzenia kręgowego ekspresji tego właśnie genu. Zarówno zmiany w obrębie kory czuciowej, jak i w ekspresji Vglut3 skutkowało osłabieniem ruchów związanych z uwalnianiem przedmiotów oraz w innych zadaniach zorientowanych na cel.

Dr Yoshida mówi: “Mapa opracowana w tym badaniu pozwoli nam dowiedzieć się, które połączenia między neuronami rdzenia kręgowego i korowo-rdzeniowymi są dobrym celem jeśli chodzi o naprawę i przywracanie zdolności do wykonywania ruchów dowolnych. Konieczne są dalsze badania, zanim możliwe będzie leczenie ludzi, ale te informacje w przyszłości bardzo pomogą ustalać strategię działania.”

Bardzo istotna jest także wiedza o tym, że neurony z ośrodków sensorycznych i motorycznych biorą udział w kontroli ruchów poprzez odmienne interneurony zlokalizowane w obrębie rdzenia kręgowego. Wprawdzie zastosowanie tej wiedzy w praktyce do leczenia ludzi będzie możliwe dopiero za wiele lat, ale naukowcy z zespołu dr. Yoshidy wierzą, że w przyszłości możliwe będzie zrekonstruowanie tych specyficznych obwodów nerwowych i przywrócenia pełni kontroli motorycznej.

Bibliografia:
Ueno M., Nakamura Y., LiJ., Gu Z., Niehaus J., Maezawa M., CroneS.A., Goulding M., Baccei M.L., Yoshida Y. Corticospinal Circuits from the Sensory and Motor Cortices Differentially Regulate Skilled Movements through Distinct Spinal Interneurons. Cell Reports 2018

Dodaj komentarz