...

Nie tylko pośrednik – rdzeń kręgowy może generować złożone czynności

Wyniki najnowszych badań udowodniły, że korygowanie pozycji ręki w przestrzeni może odbywać się bez udziału kory mózgu, jedynie za pośrednictwem ośrodków znajdujących się w rdzeniu kręgowym.

Powszechnie wiadomo, że włókna nerwowe biegnące w rdzeniu kręgowym pośredniczą w komunikacji między mózgiem a resztą ciała. Przewodzą informacje o bodźcach z ciała do mózgu i polecenia reakcji w drugą stronę. W samym rdzeniu występują też zwoje będące źródłami impulsów nerwowych kontrolujących tzw. odruchy rdzeniowe, które pozwalają na błyskawiczną reakcję, znacznie szybszą, niż gdyby miała ona zostać zaplanowana w obrębie kory mózgu. Wyniki najnowszych badań udowodniły jednak, że rola rdzenia kręgowego przez lata była niedoceniana.

Już wcześniej było wiadomo, że w obrębie rdzenia kręgowego mogą być generowane impulsy nerwowe pozwalające na skorygowanie zaburzeń w zaplanowanym ruchu. Uważano jednak, że reakcje te mają na celu jedynie zniwelowanie różnicy w rozciągnięciu konkretnych mięśni względem planowanego a rzeczywistego przebiegu ruchu. Aby dokładnie sprawdzić, jak to wygląda, zespół naukowców z Kanady i Wielkiej Brytanii przygotował serię eksperymentów.

Ochotnicy umieszczali rękę w specjalnie skonstruowanym egzoszkielecie. Ich zadaniem było utrzymać dłoń w wyznaczonym miejscu w przestrzeni. Egzoszkielet zaprogramowany był tak, aby utrudniać to zadanie poprzez zginanie łokcia (przy czym rozciągany był mięsień trójgłowy) i nadgarstka. W pierwszym przypadku zmiana zawsze była taka sama, jednak w drugim występowały różne rodzaje ruchów. Uczestnicy zostali poinstruowani, aby przeciwdziałać tym zaburzeniom i jak najszybciej oraz jak najdokładniej powrócić dłonią do wyznaczonej pozycji. Podobny eksperyment powtórzono, rozciągając mięsień dwugłowy. Naukowcy obserwowali przy tym aktywność mięśni i mierzyli czas reakcji.

“Dawniej sądzono, że te odruchy kręgosłupa działają tylko po to, aby przywrócić długość mięśnia do stanu, w którym była zanim zadziałał bodziec – mówi dr Andrew Pruszynski, współautor badania. – Pokazujemy jednak, że mogą robić coś znacznie bardziej skomplikowanego – kontrolować rękę w przestrzeni.”

Udowodniono, że zaburzenia generowane przez egzoszkielet powodowały reakcję mięśni zginających lub prostujących staw łokciowy. Były one jednak proporcjonalne nie do samej zmiany rozciągnięcia tych mięśni – odpowiadały przesunięciu dłoni względem celu. Aktywność ta następowała w niezmienionej intensywności nawet wówczas, gdy uczestnicy otrzymywali instrukcję, aby nie poprawiać pozycji ręki w odpowiedzi na działanie robota. Świadczy to o tym, że źródłem impulsów nerwowych nie była w tym przypadku kora ruchowa, a rdzeń kręgowy. Potwierdza to również czas, po jakim obserwowano próbę korekty położenia ręki w przestrzeni.

“Stwierdziliśmy, że reakcje te zachodzą tak szybko, że jedynym miejscem, w którym można je wygenerować, są obwody kręgosłupa – mówi dr Jeffrey Weiler, współautor badania. – Widzimy, że obwody kręgosłupa nie troszczą się o to, co dzieje się z poszczególnymi stawami, ale dbają o to, gdzie znajduje się ręka w świecie zewnętrznym i generują reakcję, aby przywrócić ją do miejsca, w którym miała się znajdować.”

Odkrycie to w dużym stopniu przyczynia się do zrozumienia funkcjonowania obwodów nerwowych. Jest to istotne, gdyż wiedza ta może mieć zastosowanie w rehabilitacji przy treningach koncentrujących się na obwodach kręgosłupa.

“Badanie to wykazało, że co najmniej jedna ważna funkcja wykonywana jest na poziomie rdzenia kręgowego – mówi dr Pruszynski. – Otwiera to zupełnie nowy obszar badań, aby powiedzieć, co jeszcze dzieje się na poziomie kręgosłupa i co jeszcze potencjalnie przegapiliśmy w tym zakresie.”
Bibliografia

Weiler J., Gribble P.L., Pruszynski J.A. Spinal stretch reflexes support efficient hand control. Nature Neuroscience, 2019

Udostępnij:
Facebook
Twitter
LinkedIn

Ostatnie wpisy:

Podziel się opinią!

polecane wpisy:

Neuropsychologiczne podłoże IBS

Nie masz dostępu do tych treści Wygląda na to, że nie masz rangi Czytelnik, aby ją otrzymać zaloguj się klikając na przycisk poniżej. Przejdź do logowania Nie masz jeszcze konta? Dołącz do nas! Logowanie

Jak działają psychobiotyki?

Nie masz dostępu do tych treści Wygląda na to, że nie masz rangi Czytelnik, aby ją otrzymać zaloguj się klikając na przycisk poniżej. Przejdź do logowania Nie masz jeszcze konta? Dołącz do nas! Logowanie

Zaburzenia odżywiania u osób starszych

Nie masz dostępu do tych treści Wygląda na to, że nie masz rangi Czytelnik, aby ją otrzymać zaloguj się klikając na przycisk poniżej. Przejdź do logowania Nie masz jeszcze konta? Dołącz do nas! Logowanie

Kawa i mózg

Nie masz dostępu do tych treści Wygląda na to, że nie masz rangi Czytelnik, aby ją otrzymać zaloguj się klikając na przycisk poniżej. Przejdź do logowania Nie masz jeszcze konta? Dołącz do nas! Logowanie

Archiwum:

Wesprzyj nas, jeśli uważasz, że robimy dobrą robotę!

Nieustannie pracujemy nad tym, żeby dostępne u nas treści były jak najlepszej jakości. Nasi czytelnicy mają w pełni darmowy dostęp do ponad 300 artykułów encyklopedycznych oraz ponad 700 tekstów blogowych. Przygotowanie tych materiałów wymaga jednak od nas dużo zaangażowania oraz pracy. Dlatego też jesteśmy wdzięczni za każde wsparcie członków naszej społeczności, ponieważ to dzięki Wam możemy się rozwijać i upowszechniać rzetelne informacje.

Przekaż wsparcie dla NeuroExpert.