在胚胎的脊髓中研究中央模式生成器
Cristián Gutiérrez-Ibáñez1,2, Douglas R Wylie3
1Department of Biological Sciences, University of Alberta, Edmonton, AB, T6G 2E0, Canada. cgutierr@ualberta.ca.
概括
鸟类的脊髓以不同的方式协调腿部和翅膀的运动. 控制腿部运动的中央模式生成器 (CPG) 对甘氨酸受体对抗剂敏感,而不是那些用于翅膀飞的,这表明神经回路是不同的.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 发展生物学 发展生物学
- 比较生理学比较生理学
背景情况:
- 四足动物的运动通常涉及交替的四肢运动.
- 鸟类的运动不同,飞行时的翅膀运动同步,行走时的腿运动交替.
- 脊柱中央模式发生器 (CPG) 产生节奏运动输出,但它们对翅膀和腿的特定电路尚未完全理解.
研究的目的:
- 研究和比较控制鸟类翅膀和腿部运动的CPG的神经特性.
- 为了确定神经元组件和翅膀和腿CPG的连接是否在胚胎脊髓中不同.
主要方法:
- 使用的是胚胎脊髓的体外制剂 (E11-E14阶段).
- 应用N-甲基-D-酸盐 (NMDA) 或NMDA + 血清素 (5-HT) 来唤起节律神经活动.
- 测试了甘氨酸受体对抗剂对部 (翅膀) 和腰部 (腿部) 段的节律输出的影响.
主要成果:
- 在NMDA/5-HT刺激下,完整的胚胎脊髓在翅膀和腿段之间产生双边同步的节奏输出.
- 甘氨酸受体对抗作用扰乱了 lumbosacral (腿) CPG 中的节奏输出.
- 甘氨酸受体对抗性没有影响手臂 (翅膀) CPG 的节律输出.
结论:
- 尽管整体同步节奏输出,控制鸟类翅膀和腿部运动的CPG表现出不同的功能性质.
- 这些发现表明,在脊柱CPG中,甘氨酸受体的作用不同,协调鸟类的腿与翅膀运动.
- 这项研究提供了在鸟类脊髓中支翅膀和腿部运动控制的独特神经元机制的证据.
