i neuroni della corsa e della marcia

Gentilissimi, Vi lascio in lettura un articolo sulle relazioni tra neuroni e corsa. L'articolo è tratto e lievemente modificato dalla newsletter Le Scienze. Buona lettura! E una domanda: che connessioni avrà Bolt? Sicuramente non quelle della Vostra nonna preferita. NR

neuroscienze fisiologia animali

Correre e camminare, movimenti controllati da reti neuronali diverse

                                                     © Tetra Images/Tetra Images/Corbis

La capacità di coordinare il movimento alternato degli arti del lato destro e sinistro è controllata da due differenti popolazioni di neuroni del midollo spinale. Una popolazione coordina i movimenti a bassa velocità, l'altra agisce quando la frequenza dei passi è elevata. Se ciascuna di queste popolazioni viene disattivata, alla corrispondente velocità subentra un'andatura a balzi, come quella osservata nei conigli (red)

Il corretto coordinamento muscolare durante la corsa è assicurato da gruppi di neuroni differenti da quelli che intervengono quando si cammina. A questa inaspettata scoperta è arrivato un gruppo di neuroscienziati del Karolinska Institut, che firma un articolo pubblicato su “Nature”. La grande maggioranza degli animali terrestri cammina o corre alternando gli arti di destra e di sinistra, secondo svariati schemi motori specifici. Solo un numero ridotto, per esempio i conigli, muovono entrambe le coppie di arti contemporaneamente, realizzando un'andatura a salti. A controllare l'attivazione coordinata bilaterale dei muscoli sono reti di neuroni spinali, in particolare i neuroni commissurali, che determinano lo schema del passo, attraverso l'attivazione sequenziale di gruppi di motoneuroni, ora su un lato del corpo ora sull'altro. Tuttavia, come avvenisse, nello specifico, questa alternanza era poco chiaro. Per andare a fondo alla questione, Adolf Talpalar e colleghi sono ricorsi a un gruppo di topi, geneticamente ingegnerizzati in modo da generare diverse linee di roditori in cui non fossero attivi i neuroni commissurali del midollo spinale, che sono divisi in neuroni di tipo eccitatorio e di tipo inibitorio.

                                                  © Doug Lindstrand/AlaskaStock/Corbis

"In passato era stato ipotizzato che un unico specifico gruppo di cellule nervose controllasse l'alternanza destra sinistra", dice Kiehn Ole, che ha partecipato allo studio. "E' stato quindi molto interessante scoprire che, in realtà, sono coinvolte due popolazioni neuronali specifiche, che, per di più, controllano aspetti diversi della coordinazione degli arti.". In particolare, uno dei due gruppi di neuroni controlla l'andatura alternata a basse velocità, mentre l'altra popolazione è impegnata quando l'animale si muove più velocemente. Il silenziamento selettivo dei neuroni commissurali inibitori porta a un'assenza dello schema di alternanza sinistra-destra alle basse frequenze, determinando così un'andatura a piccoli saltelli, mentre, a frequenze medie, si ottiene un parziale recupero della coordinazione, che, a frequenze elevate, torna a essere corretta. Se invece sono inattivati i neuroni eccitatori, l'alternanza destra-sinistra è presente a basse frequenze, mentre il procedere a saltelli è limitato alle frequenze locomotorie medie e alte. Se infine vengono silenziati entrambi i gruppi, il roditore assume, a tutte le velocità, un'andatura simile a quella del coniglio.

(03 luglio 2013)