Een team onderzoekers onder leiding van Shahab Vahdat van UC Riverside beschreef een netwerk van verbindingen tussen hersenen, hersenstam en ruggenmerg dat helpt bij de besturing van hand- en armbewegingen. De resultaten, gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences, laten zien dat corticale signalen worden geïntegreerd met oudere hersenstam- en ruggenmergnetwerken voordat ze de spieren bereiken.
De studie combineerde functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) bij muizen en bij mensen. Muizen werden getraind om met de voorpoot een klein hendeltje in te drukken; menselijke proefpersonen voerden een vergelijkbare klemtaak met verschillende krachten uit. In beide soorten waren twee specifieke gebieden in de medulla consequent actief en sterk verbonden met sensorimotorische hersengebieden, wat suggereert dat de schakeling evolutionair bewaard is gebleven. De onderzoekers identificeren ook twee cervicale ruggenmergsegmenten, C3 en C4, die als relais optreden tussen de hersenstam en het lagere ruggenmerg dat direct handspieren activeert.
Gezamenlijk wijzen de bevindingen erop dat vrijwillige handbeweging afhankelijk is van een meerfasig pad. Dat heeft belangrijke implicaties voor revalidatie na een beroerte: door aanvullende bewegingspaden te herkennen, ontstaan er extra doelen voor neuromodulatiebehandelingen die kunnen helpen compenseren en functies van hand en arm te herstellen.
Moeilijke woorden
- integreren — signalen samenvoegen tot één geheelgeïntegreerd
- netwerk — reeks onderling verbonden onderdelen of verbindingen
- besturing — het regelen of controleren van bewegingen
- medulla — onderste deel van de hersenstam bij zoogdieren
- relais — structuur die signalen doorgeeft tussen gebieden
- neuromodulatiebehandeling — therapieën die zenuwsignalen chemisch of elektrisch beïnvloedenneuromodulatiebehandelingen
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Op welke manieren kan het herkennen van aanvullende bewegingspaden revalidatie na een beroerte beïnvloeden? Geef voorbeelden.
- Waarom is het belangrijk dat dezelfde hersenstamgebieden actief waren bij zowel muizen als mensen? Wat betekent dit voor wetenschappelijk onderzoek?
- Welke mogelijke voordelen en uitdagingen ziet u bij het toepassen van neuromodulatiebehandelingen op de geïdentificeerde paden?
Gerelateerde artikelen
Celtransplantatie verbetert hart en bloedvaten na ruggenmergletsel
Onderzoekers plaatsten onvolledig gedifferentieerde zenuwcellen in een rattenmodel met ruggenmergletsel. De circulatie verbeterde: de bloeddruk in rust stabiliseerde en de gemiddelde hartslag daalde. Hormonale reacties bleven aanwezig, en toekomstig werk wil die reacties verminderen.
Netwerk in de hersenen dat gezichtsexpressies maakt
Onderzoekers van Rockefeller University beschreven hoe een netwerk in de hersenen samenwerkt om gezichtsexpressies te genereren. Met fMRI bij makaakapen vonden ze verschillende corticale gebieden die samenwerken en op verschillende tijdschalen reageren.
Nieuwe schakeling in het cerebellum verklaart leren uit ervaring
Onderzoekers vonden in het cerebellum een schakeling die remming kort uitschakelt om leren mogelijk te maken. De studie beschrijft hoe climbing fibers, Purkinje-cellen en remmende cellen samenwerken bij het verfijnen van bewegingen.
Gespecialiseerde neuronen in retrospleniale cortex bewaard tijdens evolutie
Onderzoekers vinden dat gespecialiseerde neuronen in de retrospleniale cortex miljoenen jaren bewaard zijn gebleven. Deze cellen helpen bij oriënteren en worden onderzocht omdat ze vroeg aangetast raken bij de ziekte van Alzheimer.