Переключение химических сигналов является главной предпосылкой приобретения двигательных навыков

 

После исследования мозга бегавших мышей было обнаружено, что группа нейронов в области мозга, известной как педункулопонтинное ядро (cPPN), которое регулирует двигательную координацию, переключила нейротрансмиттеры с ацетилхолина на ГАМК (гамма-аминомасляная кислота).

 

Для подтверждения своих выводов исследователи использовали молекулярные инструменты, чтобы заблокировать данное переключение трансмиттеров, происходящее в результате тренировок. Оказалось, что эффект улучшенного усвоения двигательных навыков у этих мышей тут же исчез. Основываясь на своих выводах, исследователи предлагают новую модель, в которой переключение с cPPN возбуждающих холинергических нейронов к тормозящим ГАМК нейронам обеспечивает контроль обратной связи, регулирующий координацию движений и обучение навыкам.

 

Исследователи заявляют о возможности лучшего понимания того, что переключение нейротрансмиттеров приводит к изменениям основных двигательных навыков и что они хотели бы проверить и другие идеи, например, можно ли намеренно переключать нейротрансмиттеры для улучшения двигательных навыков даже без физической активности. Они также планируют выяснить, улучшают ли физические упражнения усвоение двигательных навыков у людей с неврологическими нарушениями.

 

«Мы полагаем, что переключение нейротрансмиттеров является базовым объяснением того, почему регулярный бег улучшает усвоение двигательных навыков, и показывает направление клинического лечения двигательных расстройств», - заключают авторы научного доклада.

 

Спитцер добавляет, что «с пониманием этого механизма появляется возможность манипулирования им и дальнейшего использования в практических целях. Для травмированного или больного человека это может быть инструментом изменения ситуации к лучшему... неким толчком для нервной системы».

 

Исследование финансировалось за счет грантов Медицинского фонда Эллисона, Фонда У. М. Кека, Национального института здравоохранения (NS047101) и Фонда Overland.

 

Источник: Hui-quan Li, Nicholas C. Spitzer. Exercise enhances motor skill learning by neurotransmitter switching in the adult midbrain. Nature Communications, 2020; 11 (1) DOI: 10.1038/s41467-020-16053-7