JMT日本医疗——阐明对运动时手脚的感觉调节很重要的突触和脑的结构①
点击量:1363 日期:2023-11-15 11:26 编辑:JMT日本医疗
日本国立精神·神经医疗研究中心(NCNP)2023年10月25日宣布,运动时产生的手脚的感觉信号,被「突触前抑制」的结构调节着,通过这个调节运动被巧妙地控制着。该研究由该中心神经研究所模型动物开发研究部的关和彦部长、洼田慎治室长、生理学研究所认知行动发达机构研究部门的户松彩花特任副教授等共同研究小组进行。研究成果刊登在“Nature Communications”上。
在包括人在内的哺乳类的皮肤、肌肉、关节中,存在很多接受触觉、痛觉、力感觉、位置感觉等各种信号并传递给大脑的细胞(接受器)。当人类活动手脚时,它们将现在的身体状态时时刻刻地输送到大脑中。例如,当棒球击球手击球时,能移动1吨物体的力量瞬间施加在球棒上,但当这种非日常的力量施加到身体上时,全身的接受器同时提高各自的活动,因此神经系统可能同时受到大量的感觉信号,处于爆胎状态。但是击球手即使在这种状态下,也要控制球棒的挥杆和脚的踩踏,在瞄准的地方继续弹起球的动作。
感觉信息在身体运动控制中的作用是自古以来备受关注的研究课题,提出了各种各样的假说。在比赛结束后突然开始感觉到比赛中没有感觉到的受伤的疼痛的运动员的逸闻,运动中的触觉、听觉、视觉信息暂时下降的现象在实验上也得到了确认,因此脑神经系统内有在运动中低估感觉接收器的信号的结构。但是,对手脚的精致运动控制最重要的固有感觉是否也同样在运动中被低估,并且关于其具体的机制并不明确。
手腕运动中的猴子,测量“突触前抑制”的大小
研究小组此次以进行手腕弯曲伸展运动的猴子的脊髓为对象进行了研究。具体而言,测定猴子手腕运动中固有感觉的神经末梢产生的突触前抑制的大小。信息通过从神经向神经传递而扩展到神经系统内。突触前抑制增强意味着信号传输被抑制,信息的扩展被抑制,突触前抑制减弱意味着抑制的信息容易扩展。
兴奋性测试用于突触前抑制的测量。这是评价神经末梢的电位的方法,神经末梢的电位的高度表示突触前抑制的强度。为了评价该电位,观察逆行性电位(ADV)。通过微弱电刺激运动中猴脊髓手腕伸肌的感觉神经末梢,从手腕伸肌的感觉神经束测定逆行性电位。ADV大的时候,突触前抑制也大,如果这在运动中变化的话,可以考虑猴子根据运动的局面进行感觉信息的调整。分为动态运动(AM)、肌力维持(AH)、被动运动(PM)分析脊髓刺激诱发的ADV的大小在运动过程中如何变化。
根据运动的局面变化为突触前抑制的大小
结果发现突触前抑制的大小在运动中并不总是恒定的,而是根据相位而变化的。具体而言,在手腕伸展时仅AM一瞬间变小,另一方面,在手腕弯曲时持续变大。也就是说,在肌肉活动、即收缩时,与肌肉状态相关的信号容易传递给下一个神经细胞,相反,在肌肉被拉伸时,该状态难以传递给下一个神经细胞。该结果被认为是肌肉从感觉神经向脊髓的信号传递根据运动的局面通过突触前抑制而变化的证据。
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