rygmarven
Rygmarven
DEN INTELLIGENTE RYGMARV
Gangens Neurobiologi
Det er velkendt at en høne med hovedet skilt fra kroppen kan løbe et
stykke inden den falder om. Det må betyde, at der findes et
neuro-netværk i rygmarven, der alene er i stand til at danne gangens
komplicerede bevægelsesmønster. Dette netværk benævnes ofte “rygmarvens
gangcenter”; og mere eksperimentelle undersøgelser har vist, at et
sådant gangcenter findes i rygmarven på alle pattedyr inklusive
mennesket. Vi har endnu kun en ufuldstændig forståelse af disse netværk.
Forskningen indenfor området sigter på at fortstå, hvordan
neuron-netværket danner gangen. Denne poster giver eksempler på dansk
gangforskning.
I 1960-erne fandt man ud af, at elektrisk stimulering af et bestemt
område i hjernestammen kunne “tænde” rygmarvens gangcenter. Storhjernen
kan således bevidst starte og standse gangen ved hjælp af hjernestammen.
Det har vist sig at en række af hjernestammens signalstoffer, f.eks.
visse aminosyrer, serotonin og noradrenalin kan aktivere rygmarvens
gangcenter. Disse opdagelser har gjort det muligt at studere
gangnetværket i en rygmarv, der er taget ud af dyret og holdt i live
neddyppet i en iltet vævsvæske. Signalstofferne fra hjernestammen kan
nemlig tilsættes vævsvæsken, således at gangnetværket tændes. Sådanne
undersøgelser, som bl.a. udføres på Neurofysiologisk Afdeling på
Københavns Universitet (Ole Kiehn, Ole Kjærulff og Morten Raastad), har
været brugt til at beskrive den præcise lokalisation af gangnetværket i
rygmarven, og til at undersøge hvordan de enkelte neuroner deltager i
dannelsen af gangen.
Selvom rygmarven har mulighed for at danne det komplicerede gangmønster,
er gangcenteret meget følsomt overfor signaler, der kommer tilbage til
rygmarven fra sanceceller i muskler, led og hud. Hvis underlaget
pludselig giver efter under det ene bagben på en kat, vil muskelkraften i
det modsatte bagben automatisk øges for at undgå at katten snubler.
Undersøgelser af sådanne reflektoriske svar på uventede forstyrrelser
forgår i øjeblikket på voksne katte (Hans Hultborn, Marie-Claude
Perreault og Manuel E. Denton, Neurofysiologisk Afdeling på Københavns
Universitet). Det viser sig, at de reflektoriske mekanismer er
integreret i netværket og studierne danner hermed grundlag for en dybere
forståelse af gangnetværkets organisation.
For at sikre en målrettet gangbevægelse, hvor individet på forhånd tager
højde for forhindringer i omgivelserne, kræves en vedvarende og mere
direkte kontrol af rygmarven fra storhjernen. Storhjernens rolle under
gang og andre bevægelser kan man undersøge med indirekte metoder.
Sådanne forsøg viser at de celler i storhjernen, der kontrollerer
rygmarvens gangcenter, er aktive under gangbevægelser. Samtidig viser
det sig, at information fra sanseorganer i muskler og hud automatisk
hjælper til med at koordinere storhjernens kontrol af gangen, så denne
hele tiden tilpasses ændringer i omgivelserne (Jens Bo Nielsen, Nicolas
Petersen og Lars O.D. Christensen, Neurofysiologisk Afdeling Købehavns
Universitet i samarbejde med Thomas Sinkjær, Jørgen Feldbæk Nielsen,
Michael Voigt og Jakob Buus Andersen, Center for Sansemotorisk
Interaktion, Ålborg Universitet).
Undersøgelser af gangbevægelser indtager en vigtig plads i moderne
hjerneforskning. Vi får dels ny viden om, hvordan hjernen danner
komplekse former for adfærd, dels en basis for genoptræning og
genoprettelse af den tabte funktion hos patienter med rygmarvsskader.