Los circuitos del cerebro medio que establecen la velocidad locomotora y la selección de la marcha

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• El comportamiento de los animales
• Control del motor

Sus antecedentes:

• La locomoción es esencial para la supervivencia y el comportamiento animal.
• Las estructuras del tronco cerebral controlan la locomoción, pero los sustratos neuronales específicos siguen sin estar claros.
• Diferentes comportamientos (por ejemplo, exploración, escape) requieren velocidades y pasos distintos.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar los mecanismos neuronales subyacentes a la velocidad y la selección de la marcha en la locomoción.
• Para identificar los núcleos específicos del cerebro medio y los tipos de neuronas involucradas en el control de los comportamientos locomotores.
• Diferenciar las funciones de distintas poblaciones neuronales en el movimiento dependiente del contexto.

Principales métodos:

• In vivo electrofisiología en ratones.
• Manipulación optogenética de la actividad neuronal.
• Análisis de la conectividad neuronal y la dinámica de activación.
• Ensayos conductuales para la locomoción, incluido el análisis de la velocidad y la marcha.

Principales resultados:

• Las neuronas excitatorias glutamatérgicas (GlutNs) en el núcleo cuneiforme (CnF) y el núcleo pedunculopontino (PPN) controlan la locomoción.
• Los glutenos en CnF y PPN contribuyen a la locomoción lenta y alterna.
• Los CnF GlutNs controlan de manera única la locomoción de alta velocidad y marcha sincrónica.
• Las distintas dinámicas de activación y los patrones de conectividad de PPN y CnF GlutNs apoyan los comportamientos exploratorios y de escape, respectivamente.

Conclusiones:

• Dos núcleos del cerebro medio, CnF y PPN, albergan poblaciones distintas de GlutN que controlan la locomoción.
• Estas poblaciones de GlutN actúan en conjunto para seleccionar comportamientos locomotores dependientes del contexto, como la exploración y el escape.
• Los hallazgos revelan un circuito neuronal para el control motor adaptativo basado en necesidades de comportamiento.