Investigadores da Fundação Champalimaud em Portugal apresentaram uma rede neural bidireccional que sincroniza circuitos visuais e motores

This Article Is Based On The Research Paper 'Walking strides direct rapid and flexible recruitment of visual circuits for course control in Drosophila'. All Credit For This Research Goes To The Researchers 👏👏👏

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Ele permite que o sistema nervoso central dos humanos se adapte a novos ambientes e cenários. Essas reações resultam de experiências passadas, necessidades fisiológicas e, às vezes, do instinto do corpo.

Sinais associados a objetivos comportamentais e ao estado físico atual são chamados de contexto motor nos corpos humanos. Visão e ação são muito importantes neste contexto. Sua dependência pode parecer não relacionada, mas são importantes para orientar o movimento em termos de contexto motor. Escolha um local na parede e tente colocar o dedo nele com os olhos fechados para ver como os dois estão relacionados.

O estranho comportamento dos neurônios ópticos atraiu o interesse de neurocientistas após um incidente recente envolvendo moscas da fruta. Uma mosca da fruta foi vista recentemente andando em uma esteira 3D flutuante feita de uma pequena bola de isopor. Embora a sala seja preta, um eletrodo que registra neurônios ópticos no cérebro da mosca transmite uma estranha corrente de atividade neural que sobe e desce como uma onda senoidal.

Investigadores da Fundação Champalimaud em Portugal aprofundaram esta descoberta extraordinária, levando a uma descoberta inovadora. A equipe afirma que sua motivação veio do fato de que, devido à escuridão do ambiente, não havia sinal visual disponível para ativar os neurônios dessa maneira durante a gravação dos neurônios ópticos. Isso os levou a acreditar que a estranha atividade era um artefato implausível ou originária de uma fonte invisível.

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Após anos de pesquisa, os pesquisadores revelam suas descobertas em seu artigo “Neurons: uma rede neural bidirecional que conecta as pernas e o sistema visual para formar a marcha”. Uma das características mais surpreendentes desta descoberta é que ela permite caminhar simultaneamente em duas linhas de tempo diferentes. Ele funciona rapidamente para monitorar e corrigir cada etapa, ao mesmo tempo em que apoia o objetivo comportamental do animal.

Fonte: https://www.eurekalert.org/news-releases/951864

Os pesquisadores se concentraram em um tipo específico de neurônio óptico que estava conectado às partes motoras do cérebro. Eles pretendiam determinar quais sinais esses neurônios recebem e se eles têm ou não um papel no movimento. Os pesquisadores usaram uma técnica sofisticada conhecida como gravação de patch de célula inteira para responder a essas perguntas, o que lhes permitiu acessar os “humores” dos neurônios, que podem ser positivos ou negativos.

As correntes elétricas alteram a carga geral do neurônio receptor à medida que os neurônios se comunicam. Quando a carga líquida de um neurônio é maior, é mais provável que ele ative e envie sinais para outros neurônios. Os neurônios são mais inibidos se a carga for negativa.

Os pesquisadores estudaram a carga do neurônio e descobriram que ela estava perfeitamente sincronizada com os passos do animal para sintonizar cada ação. O neurônio era mais positivo enquanto o pé estava levantado no ar, de acordo com os pesquisadores, e estava pronto para enviar instruções de ajuste para a área motora, se necessário. A carga era mais negativa quando o pé estava no chão, impossibilitando ajustes e bloqueando os neurônios.

Quando os pesquisadores analisaram suas descobertas, descobriram que a carga dos neurônios também estava mudando ao longo do tempo. Quando a mosca estava andando particularmente rápido, a carga positiva aumentava. Segundo os pesquisadores, essa diversidade ajuda o animal a manter seu objetivo comportamental. Eles continuaram, dizendo que quanto mais a mosca andasse, mais provável era que ela precisasse de ajuda para manter seu plano. Como resultado, os neurônios ficam mais “alertas” e prontos para serem recrutados para controlar o movimento.

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Pesquisadores realizaram vários estudos para entender melhor seu papel direto na caminhada. Ele não apenas revela um novo circuito motor visual, mas também oferece uma nova visão sobre a neuromecânica do movimento.

Exploração, navegação e percepção espacial são todos comportamentos nos quais muitos animais, incluindo humanos, dependem para representações relacionadas à velocidade. O modelo atual de formação do comportamento é “top-down”, no qual o cérebro controla o corpo. Em contraste, os resultados do trabalho de pesquisa mostram como os sinais do corpo desempenham um papel na regulação do movimento. Embora tenham detectado caminhos semelhantes no modelo animal de moscas, eles acreditam que estão presentes em outras criaturas.

Fonte: https://www.eurekalert.org/news-releases/951864

Documento: https://www.cell.com/neuron/pdf/S0896-6273(22)00347-6.pdf

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