Wir denken oft an unser Gehirn, als im Zentrum der komplexen motorischen Funktion und Kontrolle, aber wie ‘smart’ ist das Rückenmark?
Stellt sich heraus, es ist schlauer, als wir denken.
Es ist bekannt, dass die schaltungen in diesem Teil unseres Nervensystems, die die Reise nach unten der Länge der Wirbelsäule, die Kontrolle scheinbar einfache Dinge wie der Schmerz, – reflex bei Menschen, und einige motor-control-Funktionen bei Tieren.
Jetzt neue Forschung von Western University hat gezeigt, dass das Rückenmark ist auch in der Lage zu verarbeiten und Steuerung komplexer Funktionen, wie die Positionierung Ihrer Seite in den externen Raum.
“Diese Forschung hat gezeigt, dass mindestens eine wichtige Funktion geschieht auf der Ebene des Rückenmarks und eröffnet ein ganz neues Gebiet der Untersuchung, zu sagen, was sonst noch geschieht auf der spinalen Ebene und was haben wir möglicherweise verpasst in diesem Bereich?'” sagte der Studie leitende und betreuende Forscher Andrew Pruszynski, PhD, assistant professor an der Western Schulich School of Medicine & Zahnmedizin und Canada Research Chair in Sensomotorische Neurowissenschaften.
Die Studie, “Wirbelsäulen-stretch-Reflexe unterstützen die effiziente Kontrolle hand,” wird veröffentlicht online in der Zeitschrift Nature Neuroscience.
Diese Art von hand zu Steuern, erfordert sensorische inputs aus mehreren Gelenke-vor allem die Ellenbogen und das Handgelenk — und diese Eingänge der bisher angenommen wurde, verarbeitet und umgewandelt in Motorische Befehle vom Gehirn die Großhirnrinde.
Mit speziellen Roboter-Technologie, die eine drei-Grad-of-Freiheit-Exoskelett an der Western-Gehirn und Geist-Institut, die Probanden wurden gebeten, halten Ihre hand in einer bestimmten position und dann der Roboter stieß es vom Ziel entfernt durch gleichzeitiges beugen und Strecken des Handgelenks und der Ellenbogen. Die Forscher Maßen die Zeit, die es dauerte, für die Muskeln in den Ellenbogen und Handgelenk zu reagieren, um die Beule aus der Roboter-und ob diese Antworten trugen dazu bei, dass die hand wieder auf das ursprüngliche Ziel.
Durch die Messung der Latenz, oder ‘hinken’, in der Antwort, Sie waren in der Lage, um zu bestimmen, ob die Verarbeitung geschieht im Gehirn oder Rückenmark.
“Wir haben festgestellt, dass diese Reaktionen so schnell passiert, dass der einzige Ort, dass Sie erzeugt werden kann, ist die Wirbelsäule schaltungen selbst”, sagte der Studie führen Forscher Jeff Weiler, PhD, ein post-doctoral fellow an der Schulich Medizin & Zahnmedizin. “Was wir sehen, ist, dass diese spinalen schaltungen nicht wirklich über das, was passiert an den einzelnen Gelenken, kümmern Sie sich über, wo die hand ist in der äußeren Welt und eine Antwort generieren, der versucht, die hand zurück, wo es herkam.”
Diese Reaktion, die durch das Rückenmark genannt wird, eine “stretch-reflex” und hat zuvor gedacht worden ist, werden sehr begrenzt in Bezug auf, wie es hilft Bewegung. “Historisch gesehen, war es geglaubt, dass diese spinalen Reflexe handeln einfach wiederherstellen die Länge des Muskels, was auch immer passiert, bevor die Strecke aufgetreten ist”, sagte Pruszynski. “Wir zeigen Sie können tatsächlich etwas tun, viel komplizierter-die hand-Steuerung im Raum.”
Dieser Befund fügt immens zu unserem Verständnis der Neurowissenschaft und der neurocircuitry und liefert neue Informationen und Ziele für die rehabilitation-Wissenschaft.
“Ein grundlegendes Verständnis der neurocircuits ist entscheidend für jegliche Art der Fortschritte bei der Sanierung vor”, sagte Pruszynski, der auch ein Wissenschaftler an der Western – Robarts Research Institute und der Gehirn und Geist-Institut. “Hier können wir sehen, wie dieses wissen könnte dazu führen, verschiedene Arten von Ausbildung-Regime, die Konzentration auf die spinalen schaltkreise.”
