Un nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature potrebbe cambiare la visione del ruolo del motoneurone.
I motoneuroni, che si estendono dal midollo spinale ai muscoli e altri organi, sono sempre stati considerati destinatari passivi di segnali provenienti da circuiti interneuronali. Ora, però, i ricercatori della Svezia Karolinska Institutet hanno scoperto una nuova via di segnale diretta attraverso la quale i motoneuroni influenzano i circuiti locomotori che generano movimenti ritmici.
La locomozione si basa su un’interazione attentamente bilanciata tra i muscoli e il cervello.Le cellule nervose sono in genere in grado di ricevere e generare impulsi elettrici, che vengono poi inoltrati ad altre cellule nervose. Le cellule nervose che creano contatto con i muscoli sono chiamate neuroni motori e per quasi un secolo sono stati considerati come destinatari passivi dei programmi motori dettagliati generati ed elaborati da reti di cellule nervose e midollo spinale. Secondo questo modello, i motoneuroni inviano i segnali fedelmente e unidirezionalmente ai muscoli.
“Abbiamo scoperto un ruolo imprevisto dei motoneuroni nella elaborazione del programma definitivo per il comportamento del motore”, dice il ricercatore principale Abdel El Manira presso il Dipartimento di Neuroscienze del Karolinska Institutet. “I nostri risultati inattesi dimostrano che i neuroni motori controllano la funzione locomotoria attraverso giunzioni in modo da influenzare direttamente il rilascio del trasmettitore e il reclutamento di interneuroni eccitatori a monte”.
Lo studio è stato condotto utilizzando zebrafish, un modello animale comune nella ricerca neurobiologica perché, oltre ad essere trasparenti, gli zebrafish sono relativamente facili da manipolare geneticamente. Attraverso una combinazione di metodi differenti, il team ha dimostrato che esiste un legame diretto tra le sinapsi e giunzioni, tra i neuroni motori e interneuroni eccitatori che generano i movimenti ritmici di nuoto del pesce. Queste sinapsi collegano direttamente due neuroni, e consentono il trasferimento di segnali elettrici tra questi neuroni. Con l’aiuto dell’optogenetica, i ricercatori selettivamente hanno messo a tacere l’attività dei motoneuroni e hanno dimostrato che essi hanno una forte influenza sulla funzione del circuito locomotorio tramite le giunzioni.
“Questo studio rappresenta un cambiamento di paradigma che porterà ad una revisione della visione a lungo conservata sul ruolo dei motoneuroni”, dice il Prof. El Manira.
“I motoneuroni non possono più essere considerati come destinatari solo passivi di comandi motori – sono parte integrante dei circuiti che generano il comportamento motorio”.
