脊椎动物漫游的艺术参与运动的神经元的新映射
对于那些有幸能够正常行走的人来说，徘徊是一种预料之中的行为，以至于我们几乎不认为它涉及复杂的、部分非自愿的过程。动物为了寻找食物、与他人互动或仅仅是出于好奇而移动探索其环境。但对危险或痛苦刺激的感知也可以激活自动飞行反射”，马丁·卡博-塔诺巴黎大脑研究所的博士后研究员解释道。在这两种情况下，运动的启动都依赖于所谓的网状脊髓控制神经元的激活，这些神经元在大脑的最后部分(脑干)形成一个交织的网络。这些神经元在大脑和脊髓之间传递神经信号，对于四肢和躯干的运动控制以及运动协调至关重要。
网状脊髓神经元的上游是中脑运动区(MLR)，它对于运动也至关重要，因为在动物中，它的刺激会触发向前推进。它存在于许多脊椎动物中，包括猴子、豚鼠、猫、蝾螈，甚至七鳃鳗。“由于 MLR 的作用在许多脊椎动物物种中都是保守的，我们假设它是它们进化过程中的一个古老区域——对于开始行走、跑步、飞行或游泳至关重要，”他补充道。“但直到现在，我们还不知道这个区域如何将信息传递到网状脊髓神经元。这使我们无法全面了解使椎骨自行运动的机制，因此无法指出这个令人着迷的机制中可能存在的异常情况。 ”
驾驶站开门
研究运动启动有点棘手：位于脑干的神经元不容易接近，并且在运动动物体内观察它们的活动也很困难。为了解决这个问题，马丁·卡博-塔诺开发了一种刺激大脑微小区域的新方法。与Mathilde Lapoix博士一起。作为巴黎大脑研究所 Claire Wyart 团队的学生，研究人员利用斑马鱼幼虫大脑的透明度来定位 MLR 下游参与运动的结构，并跟踪神经冲动的传播。这种方法受到蒙特利尔大学合作者 Réjean Dubuc 工作的启发，使他们取得了几项非凡的发现。
“我们观察到，当动物自发运动时，中脑运动区的神经元会受到刺激，但也会对视觉刺激做出反应。它们通过脑桥(脑干的中心部分)和延髓投射，激活称为“V2a”的网状脊髓神经元亚群。这些神经元控制运动的更精细的细节，例如开始、停止和改变方向。在某种程度上，他们给出了转向指令!先前对小鼠的研究表明，网状脊髓神经元控制转动。马丁和玛蒂尔德发现了触发向前运动的控制电路”，克莱尔·怀亚特说。
中脑，强度的集中地
为了更好地了解这种机制对斑马鱼幼虫运动的影响，研究人员通过刺激中脑运动区域来实验性地触发它。他们观察到向前运动的持续时间和强度与刺激的强度相关。“四足动物可以采取不同的步态，例如步行、小跑或疾驰。但水生动物也标志着步态转变”，马丁·卡博-塔诺补充道。“我们认为 MLR 在这种运动强化中发挥着作用，我们在斑马鱼中观察到了这一点。”
这项工作首次使得绘制参与启动向前运动的神经元回路成为可能——这是帕金森病患者的一项功能缺陷。这是阐明脊髓上游运动控制机制的重要一步。有一天，也许可以一一识别和控制所有网状脊髓神经元，以详细模拟运动的运作并修复那些无法正常运作的神经元。
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