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揭示动物本体感受背后的机制

由脑和认知科学系的Kyuhyung Kim教授领导的一个国际研究团队确定了本体感觉的运动机制,该机制检测和控制身体的运动。

揭示动物本体感受背后的机制

本体感觉,通常被称为动物的“第六感”,是一种感知系统,可以检测和控制身体的位置,方向和运动。当本体感觉发生异常时,身体运动变得不自然。特别是小脑发育不全患者或退行性脑病患者会出现行走困难;然而,关于本体感觉或相关基因的运动机制的研究仍处于早期阶段。

Kim教授的研究小组一直在进行研究,以确定本体感觉机制,通过使用具有相对简单的神经系统结构和功能的秀丽隐杆线虫作为实验动物模型,全面检测和控制动物的整个身体运动。

研究人员检测了秀丽隐杆线虫的整个身体运动,并通过采用突变筛选方法,他们发现了基因TRP-1和TRP-2,它们可以实现平滑,平衡的身体运动。

虽然野生型秀丽隐杆线虫直接移动,但失去两个基因TRP-1和TRP-2的突变C.elegans通过仅向左移动而不是直线而显示异常表达模式。这种异常表达模式表明TRP-1和TRP-2基因充当驱动轮,以帮助秀丽隐杆线虫沿直线移动。

将果蝇中的基因TRPgamma(类似于TRP-1和TRP-2)注入突变的秀丽隐杆线虫中。结果,观察到突变的秀丽隐杆线虫的正常运动得以恢复。这表明TRP-1和TRP-2基因是本体感觉受体,并且它们的功能以进化的方式保存,甚至在包括果蝇在内的高等动物中也是如此。

在世界上首先,研究小组还发现TRP-1和TRP-2是本体感觉感受器,可检测和控制肌肉的运动。此外,当在秀丽隐杆线虫的嗅觉神经中人工显示TRP-1和TRP-2时,观察到与运动无关的嗅觉神经可以检测到运动;因此,他们的研究发现TRP-1和TRP-2是控制神经活动的本体感觉感受器。

Kim教授说:“虽然已知小脑控制动物的各种运动,包括行走,但是运动机制可以检测每个肌肉和关节的运动,并且可以引起平稳和平衡的运动,但目前尚不清楚。通过识别TRP -1和TRP-2基因作为检测和控制运动的本体感觉感受器,我们期望提供线索来研究导致行走障碍的基因的发现和治疗的发展。“

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