Măduva spinării poate acționa independent de creier, arată studiile

Suntem obișnuiți să credem că învățarea și memoria motorie se întâmplă în creier, nu în măduva spinării. Aceasta din urmă acționează doar ca un punct de conexiune între creier și corp. Cortexul motor din creier, de exemplu, trimite comenzi motorii către mușchi. Cu toate acestea, acest lucru nu este în întregime adevărat, ci măduva spinării poate acționa independent.

Centrul RIKEN pentru Științe ale Creierului din Japonia tocmai a explorat circuitele neuronale din măduva spinării care acționează independent de creier. Oamenii de știință știau deja că picioarele pot funcționa fără creier, cum este cazul găinilor care pot alerga deși au capul tăiat. Picioarele insectelor fără cap pot chiar să fie antrenate să evite „factori externi”.

• Ce putem afla din cristalele antice despre apa și continentele Pământului?
• Iată ce se întâmplă în creierul tău dacă îți place să citești ficțiune

Măduva spinării poate acționa independent de creier, dar modul în care este posibil acest lucru a rămas un mister până acum. Echipa lui Aya Takeoka, de la Centrul Riken, a descoperit acum răspunsul.

Publicat în revista Science, studiul a localizat două grupuri de neuroni din măduva spinării responsabili de învățare și memorie.

„Obținerea de informații despre mecanismul de bază este esențială dacă vrem să înțelegem fundamentele automatismului mișcării la persoanele sănătoase și să folosim aceste cunoștințe pentru a îmbunătăți recuperarea după leziunile măduvei spinării”, a declarat Takeoka.

Măduva spinării poate acționa independent de creier

Oamenii de știință au studiat învățarea și memoria fără aport de la creier în două grupuri de șoareci. Un grup a primit șocuri electrice dacă picioarele lor din spate coborau prea jos. Celălalt grup a primit același șoc, dar în momente aleatorii și indiferent de poziția picioarelor. După zece minute, doar primul grup a învățat să-și ajusteze picioarele pentru a evita șocul.

Cu alte cuvinte, măduva spinării ar putea face acea conexiune și să o memoreze fără creier. Aceasta este învățarea adaptativă.

O zi mai târziu, cercetătorii au efectuat același experiment, dar au schimbat șoarecii. Șoarecii care au primit stimulare în picioarele din spate nu au uitat să le țină ridicate, deși au prezentat răspunsuri vagi. Măduva spinării a înregistrat acest lucru. Ca rezultat, cercetătorii au putut concluziona că învățarea a fost imediată, la fel și retenția.

Ce au arătat experimentele pe șoareci?

Apoi, oamenii de știință au început să studieze neurologia acestei funcții. Au luat șase tipuri de șoareci transgenici (modificați genetic). Au dezactivat apoi un set diferit de neuroni spinali pentru fiecare tip de șoareci pentru a identifica părțile care controlează învățarea și memoria. Fără neuronii din partea de sus a măduvei spinării, șoarecii nu au putut învăța să evite șocurile. Asta înseamnă că aceștia guvernează învățarea de lucruri noi.

Cu toate acestea, neuronii din partea de sus a măduvei spinării nu au avut niciun efect asupra memoriei. De fapt, neuronii situați în partea de jos a măduvei spinării au fost cruciali pentru amintirea sau reamintirea a ceea ce au învățat șoarecii.

În mod interesant, în a doua zi, cercetătorii au repetat experimentul. Șoarecii sălbatici au învățat de fapt mai repede decât au făcut-o în prima zi. Prin stimularea neuronilor din partea de jos a măduvei spinării pentru amintire, oamenii de știință au reușit să îmbunătățească amintirea motorie cu 80%.

„Nu doar că aceste rezultate contestă ideea predominantă că învățarea și memoria motorie sunt exclusiv limitate la circuitele cerebrale, dar am arătat că putem manipula amintirea motorie a măduvei spinării, ceea ce are implicații pentru terapiile destinate să îmbunătățească recuperarea după leziuni ale măduvei spinării”, spune Takeoka, citată de Interesting Engineering.

Studiind epigenetica modului în care membrele pot învăța fără creier, oamenii de știință au localizat centrele specifice de control ale măduvei spinării. Aceste descoperiri îi pot ajuta pe cercetători să stimuleze neuronii pentru a accelera procesul de învățare. Fără a fi necesar un creier.

Vă recomandăm să citiți și:

Tinerii de azi sunt mai puțin fericiți decât generațiile mai în vârstă

Chiar și spațiul cosmic simulat perturbă 91% din expresiile genelor umane

De ce sunt speciali oamenii care vorbesc mai multe limbi?

Dieta keto amână evoluția bolii Alzheimer la șoareci