بررسی حرکات گربه برای درمان آسیب‌های نخاعی

به گزارش گروه دانش و فناوری اقتصاد ۱۰۰ و به نقل از ایسنا، گربه‌ها همیشه روی پاهای خود فرود می‌آیند، اما چه چیزی آنها را اینقدر چابک می‌کند؟ حس منحصر به فرد تعادل آنها بیش از آنچه به نظر می‌رسد با انسان مشترک است. محققان موسسه فناوری جورجیا در حال مطالعه حرکت گربه‌ها هستند تا درک بهتری از نحوه عملکرد نخاع آنها برای کمک به انسان‌هایی که آسیب جزئی نخاع دارند به دست آورند چرا که افراد مبتلا به این مشکل نمی‌توانند درست راه بروند و تعادل خود را حفظ کنند.

با استفاده از ترکیبی از مطالعات تجربی و مدل‌های محاسباتی، محققان نشان دادند که بازخورد حسی جسمی یا سیگنال‌های عصبی از حسگرهای تخصصی در سراسر بدن گربه، به اطلاع‌رسانی نخاع در مورد حرکت ادامه‌دار کمک می‌کند و چهار دست و پا را هماهنگ می‌کنند تا از افتادن گربه‌ها در هنگام برخورد با موانع، جلوگیری کنند. تحقیقات نشان می‌دهد که با آن سیگنال‌های حسی مرتبط با حرکت، حتی اگر اتصال بین نخاع و مغز تا حدی از بین رفته باشد، حیوان می‌تواند راه برود.

درک مکانیسم‌های این نوع کنترل تعادل، به ویژه برای افراد مسن که اغلب مشکلات تعادلی دارند و می‌توانند در هنگام زمین خوردن به خود آسیب برسانند کمک کننده است. در نهایت، محققان امیدوارند که این بتواند درک جدیدی از نقش بازخورد حسی جسمی در کنترل تعادل ایجاد کند. همچنین این امر می‌تواند به پیشرفت در درمان آسیب نخاعی منجر شود زیرا تحقیقات نشان می‌دهد که فعال شدن نورون‌های حسی جسمی می‌تواند عملکرد شبکه‌های عصبی نخاعی را در محل آسیب نخاعی بهبود بخشد.

پروفسور «بوریس پریلوتسکی» از دانشکده علوم زیستی موسسه فناوری جورجیا گفت: ما به درک مکانیسم‌هایی علاقه‌مند شده‌ایم که امکان فعال‌سازی مجدد شبکه‌های آسیب دیده در نخاع را فراهم می‌کند. ما از مطالعات قبلی می‌دانیم که بازخورد حسی جسمی از پاهای متحرک به فعال کردن شبکه‌های نخاعی که حرکت را کنترل می‌کنند، کمک می‌کند و حرکت پایدار را ممکن می‌کند.

محققان موسسه فناوری جورجیا با محققان دانشگاه «شربروک» در کانادا و دانشگاه درکسل در فیلادلفیا همکاری کردند تا درک بهتری داشته باشد که چگونه سیگنال‌های نورون‌های حسی حرکات چهار پا را هماهنگ می‌کنند. آزمایشگاه شربروک به گربه‌ها آموزش داد تا با سرعتی مطابق با راه رفتن انسان روی تردمیل راه بروند و سپس از الکترودها برای تحریک عصب حسی آنها استفاده کردند.

محققان بر روی عصب حسی تمرکز کردند که حس لمس را از بالای پا به نخاع منتقل می کند. با تحریک الکتریکی این عصب، محققان برخورد با مانع را تقلید کردند و دیدند که چگونه گربه‌ها تلو تلو خوردند و در پاسخ حرکت خود را اصلاح کردند.

پریلوتسکی گفت: برای حفظ تعادل، حیوان باید حرکت سه اندام دیگر را هماهنگ کند، در غیر این صورت سقوط می‌کند. ما دریافتیم که تحریک عصب در مرحله نوسان، مدت زمان مرحله ایستادن سایر اندام‌ها را افزایش می‌دهد و ثبات را بهبود می‌بخشد. در واقع، هنگامی که گربه در مرحله چرخش زمین می‌خورد، این حس باعث ایجاد رفلکس‌های نخاعی می‌شود که تضمین می‌کند سه اندام دیگر روی زمین می‌مانند و گربه را صاف و متعادل نگه می‌دارند.

پریلوتسکی گفت: برای کمک به درمان هر بیماری، ما باید نحوه عملکرد سیستم درست را درک کنیم. این یکی از دلایلی بود که این مطالعه انجام شد، بنابراین ما توانستیم بفهمیم که چگونه شبکه‌های نخاعی حرکات اندام را هماهنگ می‌کنند و یک مدل محاسباتی واقعی از کنترل حرکت ستون فقرات ایجاد می‌کنند. این به ما کمک می‌کند تا بهتر بدانیم نخاع چگونه حرکت را کنترل می‌کند.

محققان یافته‌های خود را در مجله« eNeuro »ارائه کردند.