调查结果在运动期间古代速度控制的阐明

动物的运动是复杂的，特别是在人类中。各种神经元协调我们肌肉的活动和不活动，而没有这种协调，我们在散步时我们会在我们脸上落下。

科学家已经知道了很多时间神经元在激活肌肉的脊髓中，组织以产生更强大的输出，从步行到慢跑到跑步。然而，众所周知，脊髓抑制性是如何在与变化的速度相同的协调中抑制或沉默，其他神经元和相关肌肉群。

现在，西北大学研究团队在斑马鱼的研究中发现了，当这些关键抑制性神经元出生时，它们之间存在非常有序的关系，他们的参与不同的速度移动他们支配的电机神经元的哪个部分。由于这个隔间设置，所接收的抑制量运动神经元调整到不同的运动速度。

斑马鱼是一种模型生物，其脊髓以类似于我们自己的方式工作的。更多关于游泳鱼的起伏运动倾向于科学家可以更好地了解人类的行走。

该研究将于10月23日公布期刊科学。

“更好地了解脊髓中的电路如何组织成坐标运动使我们能够在损坏或患病时修复事物的更好位置，”该研究的通讯作者，David Mclean说。

“我们在脊髓中看到这种模式的事实，神经系统的相对原始的部分，以及鱼，一种相对原始的脊椎动物，意味着神经系统利用这种隔间方案来调节比我们所拥有的更早的活动预期，“他说。“在考古挖掘期间，它有点像发现内燃机的零件。”

麦克莱恩是魏因伯格艺术和科学学院神经生物学的副教授。他研究了电机网络的发展和功能组织。随着他的研究，这些网络如何控制方向和速度动作，麦克莱恩希望揭示广泛的原则，帮助解释疾病影响我们的移动能力，例如帕金森病，癫痫和脊髓损伤。

“作为神经科学家，我们的工作是在产生行为的神经系统中找到巨大的复杂性，”麦克莱恩说。“我们这样做的方式是寻找一个有意义的模式，即桥接物种的逻辑逻辑 - 在大脑的其他部分中有用。这是一种这样的模式。”

在他们的学习中，麦克莱恩和他的团队使用了许多尖端的方法，包括使用激光和荧光蛋白来照亮个体神经元及其在透明鱼中的连接。它们还在遗传修饰的鱼中使用电生理学来表征完整，表现为动物的功能。

研究人员发现，首先出现的抑制性神经元在最快的运动期间活跃，并且在最接近产生活动的电动机神经元轴突中最有效地在沉默电动机输出时。在开发接下来是在强烈抑制电动机神经元细胞体的中间速度下活跃的内核，其次以弱抑制树突的缓慢速度为活性。

McLean表示，集体在不同结构隔间中的抑制输入的排列简化了确保不同速度的适当模式的电动机输出图案，因为不同的电池类型可以根据它们处于活动状态时提供更强或更弱的“veto”。。

“这种隔间模式存在于其他动物和大脑区域中，但是使用斑马鱼，我们通过观察电路开发来发现明确的功能后果，类似于了解汽车如何通过遵循装配线，”研究的第一作者“麦克莱恩实验室的研究助理。

在斑马鱼的早期发展期间，控制最有力运动的抑制网络是第一个变得功能的，然后控制更微妙，控制的运动。

“当你考虑人类发展时，我们的第一次行动在子宫中踢球时会有所了解，”莫克莱恩说。“只有我们才需要获得更精细的运动技能。”

论文的标题是“发育斑马鱼中的热球抑制的有序隔间映射脊髓。“

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