Nerven und Muskelkontrolle
Die Variabilität der motorischen Kontrolle entsteht größtenteils durch Systeme, welche die Leistung der entsprechenden Nervenbahnen modulieren, indem sie die Eigenschaften ihrer Neuronen anpassen. Ein neuromodulatorisches System, das Bewegung steuert, ist das C-Bouton-System. Die cholinergischen C-Boutons verwenden Acetylcholin zur Signalübertragung und entstehen aus kleinen Gruppen spinaler Interneuronen, die als Vorderhorn-Interneuron (V0C) bekannt sind. Diese Untergruppe von Interneuronen stimmt die Signale der motorischen Neuronen und die Muskelaktivierung genau auf die zu erfüllende Tätigkeit ab. Wenn die Ausschüttung von Acetylcholin beispielsweise aus genetischen Gründen sinkt, geht die Fähigkeit zur Verstärkung der Muskelaktivierung verloren, jedoch nur teilweise. Da dies einen Kompensationsmechanismus nahelegt, war das Projekt "Modulating motor output in the mammalian spinal cord" (MODULATIONSPINALCORD) darauf ausgerichtet, ein Virus-basiertes System zu entwickeln, das die V0C-Aktivität mithilfe von Licht verändern kann. Nach Inaktivierung oder erzwungener Aktivierung untersuchten die Forscher dann die Auswirkungen auf die Bewegung. Kürzlich durchgeführte Forschung hatte gezeigt, dass der CART-Neurotransmitter (Cocaine Amphetamine Regulated Transcript) im Zellkörper sowie in den Endigungen der V0C-Neuronen vorhanden ist. Mithilfe von Konfokalmikroskopie und der Software "Volocity" bestätigten die Projektforscher die Gegenwart von CART in den präsynaptischen Spalten. Die Forscher ziehen die glutamatergischen ventralen Interneuronen (V0G) als weiteren möglichen Modulator in Betracht, der zusammen mit V0C wirken könnte. Bereits abgeschlossene Arbeit zeigte, dass V0C Synapsen (Verknüpfungen) mit V0G-Zellkörpern bilden und umgekehrt. Das Team analysiert nun die Auswirkungen der V0G-Inaktivierung auf die Bewegung. Die Ergebnisse von MODULATIONSPINALCORD werden eingesetzt werden, um neue Erkenntnisse über Funktion und Operation dieser Nervennetzwerke zu gewinnen. Die Forschung kann auf die Steuerung von Nervenbahnen in anderen Regionen des zentralen Nervensystems ausgeweitet werden.
