Чередование ног во время ходьбы и на бегу зависит от разных групп нейронов

Подавляющее большинство наземных животных при ходьбе и беге чередуют правые и левые конечности. Чтобы в этом убедиться, достаточно взглянуть на кошку и собаку. Да и мы с вами, собственно, тоже передвигаемся, переставляя поочерёдно левую и правую ноги. Но есть и такие виды, которые перемещаются прыжками: кенгуру, тушканчики, щетинистые прыгуны, зайцы и кролики. Всякое движение зависит от нейронного управления, и существование бегающих и прыгающих существ подсказывает нам, что управление конечностями может осуществляться по-разному.

До сих пор считалось, что за чередование левых и правых конечностей отвечает специализированная группа нейронов, расположенных в спинном мозге. Но учёные из Каролинского института (Швеция) обнаружили, что таких групп на самом деле две.

С помощью генетических методов исследователи под руководством Оле Киена выключали в нейронах эмбрионов мыши развитие определённых групп спинномозговых нервных клеток. В итоге им удалось найти нейроны, «визитной карточкой» которых был ген Dbx1 и от которых зависело чередование ног у животного. Если у мышей этих нейронов не было, животные передвигались прыжками: их левые и правые конечности срабатывали одновременно.

Но, как пишут исследователи в журнале Nature, таких групп оказалось две. Одна работала на умеренных скоростях, когда мышь шла спокойным шагом. Другая же включалась тогда, когда нужно было прибавить скорости. Во время чередования ног движение правой конечности сопровождается подавлением импульса для левой и наоборот. Очевидно, что на больших скоростях эту процедуру должны выполнять именно клетки, специализированные под большие скорости.

По-видимому, не последнюю роль тут играет ген Dbx1. Авторы работы полагают, что одновременное «срабатывание» ног у кенгуру и тушканчиков связано именно с тем, что этот ген и связанные с ним сигнальные особенности нейронов у этих животных просто не функционируют. Однако чтобы окончательно убедиться в этом, нужно провести дополнительные исследования с самими кенгуру или ещё с какими-нибудь прыгающими животными.

Подготовлено по материалам Каролинского института. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.