自愿运动依赖于皮质脊髓束(CST)-哺乳动物中的一组神经元纤维，它们将大脑的每一侧连接到脊髓的另一侧，并最终连接到肌肉。它包含大约一百万条纤维，其中大部分交叉在大脑与脊髓相交的地方。例如，这就是为什么大脑的左侧控制您的右手的原因。筑波大学研究人员在小鼠中进行的新实验发现，这些纤维在发育过程中的正常交叉以及成年后的运动协调，都依赖于两种关键酶-Sulf1和Sulf2。
在发育过程中，由神经元轴突制成的生长纤维被引导分子从大脑引导到它们的正确目的地。尽管CST是最长的纤维束，并且引导分子对其正常发育特别重要，但我们仍然不知道所有关键参与者。来自筑波大学的研究人员最近发现，缺乏Sulf1和Sulf2基因的小鼠胚胎在轴突导向方面存在缺陷。现在，在《分子神经科学前沿》上发表的论文中，研究小组表明，Sulf1 / Sulf2缺陷型小鼠还显示出异常的产后CST发育。
研究主要作者Masayuki Masu教授说：“我们在出生后能够经受Sulf1 / Sulf2基因敲除的小鼠中进行了测试。这使我们首次检查了CST的产后发育。”“ Sulf1 / Sulf2基因敲除会导致CST的解剖异常，尤其是在锥体叠叠和脊髓突出处。结果，小鼠表现出异常的运动功能。”
通常，大多数CST纤维在锥体形叠层处穿过脑干底部的侧面，以它们在那里形成的金字塔形结构命名。这些交叉的纤维连接到四肢的肌肉，尤其是手臂，腿，手和脚。研究人员发现，在Sulf1 / Sulf2基因敲除小鼠中，许多轴突没有交叉，尽管它们确实出现在另一侧的同等肌肉中。结果是大脑的两侧都与身体两侧的肌肉相连，这降低了精细运动技能，但似乎并未影响总体运动。
研究合著者Akira Tamaoka教授说：“在老鼠身上看到的解剖异常伴随着精细运动的障碍，例如熟练的伸手和抓紧。”“对运动皮层的一侧进行刺激会引起前臂肌肉的双侧反应。在正常情况下，这应该导致身体一侧的响应。了解异常CST发育如何影响小鼠的运动技能可以帮助我们理解人类的运动先天性镜子运动等疾病-身体一侧的自愿运动被另一侧的非自愿运动反映出来。”
这项研究的结果表明了Sulf1和Sulf2的重要性，并可能为我们如何通过大脑的各个侧面控制我们身体的左右两侧提供一些见识。未来的工作应该调查为什么消除Sulf1和Sulf2不能阻止所有纤维交叉，以及异常未交叉的纤维的任何特征是否可以预测小鼠或其他动物模型的敏捷性。
标签： 神经系统
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