斑马鱼可以揭示人类脊髓的奥秘及其对我们身体的影响

斑马鱼
图片来源:Pixabay/CC0 Public Domain

渥太华大学的研究人员认为,斑马鱼可能为理解人类神经系统的发展提供线索,因为这种鱼在出生后经历的新动作与婴儿出生后的动作相似。

为了了解我们的神经系统是如何在我们成长的过程中使我们能够移动和学习新的动作,如走路或游泳,研究人员仔细研究了儿童的神经系统并建立了发育斑马鱼脊髓回路的模型,以测试和进一步了解脊髓回路在运动中的作用。他们的计算研究“为发育中的斑马鱼的运动建模脊椎运动回路”最近发表在杂志上eLife

为了了解更多,我们采访了资深作者Tuan Bui,生物系副教授,神经运动电路实验室主任,渥太华脑与心智研究所成员。

请告诉我们更多关于这项研究的情况。

“理解如何控制我们的身体对于改善治疗神经紊乱由于神经系统的损伤或疾病而引起的紊乱我们检查了斑马鱼脊髓的功能,因为斑马鱼和哺乳动物都有很多脊髓共同之处。这些淡水鱼是生物医学研究中广泛使用的模式生物。ob欧宝直播nba

“最近的研究描述了成长中的斑马鱼的游泳动作和这些发育阶段的脊髓神经元。这些研究促使我们想知道脊髓中的哪些变化有助于年轻的斑马鱼在成熟时获得新的游泳动作。”

脊髓起什么作用?

脊髓是一种又长又细的管状结构,从脑干延伸到脊柱的下部。它包含几个神经细胞群(神经元),帮助控制和协调所有的身体肌肉,并帮助做出动作。我们还不完全了解每个脊髓神经元的作用,以及它们如何与其他神经元和肌肉通信以促进动物的运动。

“在发育早期,脊髓中形成了新的神经元,脊髓神经元之间形成了新的连接。对于年幼的动物,包括人类婴儿,这些新神经元的形成和这些神经连接的建立与身体成长和成熟时做出新的、更熟练的动作的能力相一致。了解脊髓如何控制我们的身体的一种方法是研究新的神经元和连接是如何负责获得新的运动的。”

你的团队发现了什么?

“我们建立了脊髓在不同发育阶段的计算模型。模拟表明,斑马鱼的新的游泳动作可以通过向脊髓添加特定的新神经元和脊髓神经元之间的新连接来产生。这些增加的部分使脊髓能够控制新动作的速度和持续时间。

“我们还确定了在不同动作中重复的神经活动模式。例如,为了使尾拍在左右两边交替进行,脊髓一侧的神经元会刺激另一侧的神经元来切换尾拍的方向。然而,整个身体的激活都有精确的时间,以确保每一侧都有足够的时间来产生尾拍。这些模式可能存在于人类如何进行行走和游泳等运动活动中。”

为什么这很重要?

“我们的模型将识别脊髓中参与促进运动的不同神经元的新功能。更好地了解脊髓的工作原理将有助于识别疾病目标恢复运动。然而,为了使由于受伤或疾病而导致运动受损的人受益,我们的发现需要结合改进的方法来修复或重新激活关节."


进一步探索

脊柱运动网络意想不到的功能

更多信息:Yann Roussel等人,为发展中的斑马鱼的运动建模脊柱运动回路,eLife(2021)。DOI: 10.7554 / eLife.67453
期刊信息: eLife

所提供的渥太华大学
引用:斑马鱼可以揭示人类脊髓的奥秘及其对我们身体的影响(2021年10月12日),检索自2022年10月25日//www.puressens.com/news/2021-10-zebrafish-mysteries-human-spinal-cord.html
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