Estudo revela um circuito cerebral que sustenta o controle da velocidade locomotora

Pesquisadores da Karolinska descobriram como os circuitos cerebrais codificam o início, a duração e a mudança repentina da velocidade da locomoção. O estudo é publicado em neurônio.

A locomoção — “movimentar-se” na forma de andar, correr ou nadar — é um comportamento universal que nos permite interagir com o mundo ao nosso redor. Um controle preciso do início e da duração de um episódio locomotor, combinado com a capacidade de executar mudanças imediatas de vigor e velocidade, são características-chave para a flexibilidade de locomoção. Por exemplo, podemos mudar repentinamente a velocidade de nossa locomoção de caminhada lenta para corrida para nos ajustarmos ao ambiente.

“Usar o peixe-zebra como sistema modelonosso trabalho anterior revelou que os neurônios no medula espinhal responsáveis ​​pela execução da locomoção são montados em circuitos que compreendem três módulos, que funcionam como mecanismos de troca de marchas para aumentar a velocidade”, diz Abdel El Manira, professor do Departamento de Neurociências e autor correspondente do artigo.

“Uma questão pendente que permaneceu sem solução é como os circuitos a montante, que residem no tronco cerebral, codificam e transmitem o início, a duração e a mudança na velocidade locomotora para esses circuitos executivos na medula espinhal.”

Descobertas importantes

Ao explorar a relativa acessibilidade do peixe-zebra adulto, combinada com uma ampla gama de técnicas, os pesquisadores agora podem revelar dois circuitos cerebrais que codificam o início, a duração e a mudança repentina na velocidade locomotora.

Os circuitos cerebrais representam o passo inicial na sequência de comandos que codificam o início, a duração, a velocidade e o vigor da locomoção. Os dois fluxos de comando revelados aqui, com suas acesso direto aos circuitos espinhais, permitem que o animal navegue por seu ambiente, graduando a velocidade e a força de seus movimentos locomotores, ao mesmo tempo em que controla a direcionalidade. Esses mecanismos em peixes-zebra adultos podem ser extrapolados para sistemas de modelos de mamíferos.

Conectividade de mapeamento

O próximo passo será mapear a conectividade entre esses circuitos cerebrais e os da medula espinhal que conduzem a locomoção.

Esperançosamente, o circuito revelado no estudo pode orientar a concepção de novas estratégias terapêuticas destinadas a restaurar função motora após lesão medular traumática.