Come si muovono i vertebrati Una ricerca che analizza dettagliatamente una nuova via sensoriale nel midollo spinale ha rivelato il modo in cui sono controllati il movimento e la postura nei vertebrati. Alimenti e Risorse naturali Salute © kazakovmaksim, Thinkstock Il movimento nei vertebrati si basa sulle cellule nervose, o neuroni, che si connettono l’una con l’altra per formare circuiti complessi. Una di queste reti, chiamata generatori centrali di configurazioni (central pattern generator, CPG), ha origine dal midollo spinale e controlla i movimenti ritmici. Facendo per esempio contrarre e rilassare alternativamente i muscoli i CPG permettono alle larve di pesce zebra di nuotare in avanti. Sulla base della ricerca precedente l’iniziativa OPTO-LOCO (Unraveling the circuits of locomotion with opto-genetic manipulation of neuronal activity in awake behaving animals), finanziata dall’UE, ha studiato i circuiti neurali del midollo spinale per meglio comprendere il modo in cui si muovono i vertebrati. I ricercatori hanno osservato le cellule sull’interfaccia tra il midollo spinale e il canale centrale: i neuroni che contattano il liquido cerebrospinale (CSF-cN). Sospettavano che il midollo spinale integrasse informazioni sensoriali non solo da cervello e mondo esterno ma anche dall’ambiente interno dell’organismo. Questa teoria si è sviluppata osservando che sia il movimento che la postura sono influenzati da stati interni dell’organismo come pressione sanguigna, pH e concentrazione di ossigeno. Per scoprire più informazioni su quello che i CSF-cN fanno, gli scienziati hanno utilizzato una tecnica chiamata optogenetica, che utilizza la luce per controllare l’attività dei neuroni. Attivando e disattivando determinati neuroni nel corso del tempo il team ha potuto determinare quale neurone debba essere sottoposto a scarica (firing) per generare un particolare movimento. Gli scienziati hanno scoperto che movimenti quali la lenta nuotata in avanti delle larve di pesce zebra sono controllati dai CSF-cN insieme ai CPG. La coordinazione dei movimenti richiedeva speciali sensori detti propriocettori che forniscono informazioni su lunghezza e tensione muscolari per fornire una sensazione della posizione di un arto nello spazio. In un interessantissimo sviluppo il team ha confermato anche che i CSF-cN rilevano il piegamento della colonna e controllano la postura. Con la scoperta di una nuova via sensoriale nel midollo spinale i risultati di OPTO-LOCO potrebbero contribuire agli sforzi per ripristinare la funzione nei casi di lesione al midollo spinale. Parole chiave Vertebrati, midollo spinale, generatori centrali di configurazioni, OPTO-LOCO, neuroni che contattano il liquido cerebrospinale
