Language
Country/Area
No result found
التنظيم الذاتي المذهل: كيف تحافظ CPG على المرونة في الإجراءات المختلفة؟
مولدات الأنماط المركزية (CPGs) هي دوائر عصبية بيولوجية ذاتية التنظيم يمكنها توليد مخرجات إيقاعية في غياب المدخلات الإيقاعية. هذه الأنماط المترابطة بشكل وثيق من النشاط العصبي هي التي تحرك السلوكيات الحركية الإيقاعية والنموذجية التي نختبرها مثل المشي، والسباحة، والتنفس، أو المضغ. وعلى الرغم من أنها يمكن أن تعمل بشكل طبيعي في غياب المدخلات من مناطق الدماغ العليا، فإنها لا تزال تتطلب مدخلات تنظيمية، ومخرجاتها ليست ثابتة. إن الاستجابة المرنة للمدخلات الحسية هي سمة أساسية للسلوك الذي يحركه CPG.
علم وظائف الأعضاء"حتى يتم تصنيفه كمولد إيقاعي، يتطلب CPG تفاعل عمليتين أو أكثر بحيث تتزايد كل عملية وتتناقص بالتتابع، مع النتيجة التي مفادها أن التفاعل يعيد النظام بشكل متكرر إلى حالته الأولية."
>
خلايا عصبية CPG
يمكن أن يكون لخلايا عصبية CPG خصائص غشائية جوهرية مختلفة. يمكن لبعض الخلايا العصبية إطلاق إمكانات الفعل في دفعات، في حين أن بعضها الآخر ثنائي الاستقرار ويمكن تشغيله عن طريق نبضات التيار المستقطبة وإنهائه عن طريق نبضات التيار المستقطبة للغاية. تنطلق العديد من الخلايا العصبية CPG بعد إطلاق التثبيط (يُطلق عليه إعادة الربط بعد التثبيط)، في حين أن هناك خاصية مشتركة أخرى وهي انخفاض معدل الإطلاق أثناء فترات الاستقطاب المستمر (يُطلق عليه تكيف معدل النبضة).
توليد الإيقاع
يعتمد توليد الإيقاع في شبكات CPG على الخصائص الجوهرية لخلايا عصبية CPG واتصالاتها المشبكية. هناك آليتان أساسيتان لتوليد الإيقاع تعملان هنا: المسرع/المتابع والتثبيط المتبادل. في الشبكة التي يحركها المسرع، يعمل واحد أو أكثر من الخلايا العصبية كمذبذب أساسي (المسرع)، مما يدفع الخلايا العصبية الأخرى غير المتفجرة (التابعين) إلى نمط إيقاعي. في شبكة تعتمد على التثبيط المتبادل، تمنع مجموعتان من الخلايا العصبية بعضهما البعض. وتسمى هذه الشبكات بالمذبذبات شبه المركزية. عندما تكون هذه الخلايا العصبية معزولة، فإنها لا تمتلك نشاطًا إيقاعيًا، ولكن عندما يتم ربطها من خلال اتصالات مثبطة، فإنها يمكن أن تنتج أنماطًا متناوبة من النشاط.
تساهم الوصلات الفجوية أيضًا في التذبذبات الإيقاعية والمزامنة العصبية في CPGs.
ديناميكيات التشابك العصبي على المدى القصير
تحتوي شبكات CPG على اتصالات مشبكية متكررة واسعة النطاق، بما في ذلك الإثارة المتبادلة والتثبيط المتبادل. تخضع المشابك في شبكات CPG لتعديلات قصيرة المدى تعتمد على النشاط. يمكن أن يلعب الاكتئاب والتيسير المشبكي قصير المدى دورًا في كل من نوبات النشاط وإنهاء النشاط.
دائرة CPGتتكون دائرة CPG التي يُعتقد أنها تشارك في التحكم الحركي من الخلايا العصبية الحركية والخلايا العصبية داخل النخاع الموجودة في المناطق الصدرية والقطنية السفلية من النخاع الشوكي، وكذلك في كل جزء عصبي في الحبل العصبي البطني لللافقاريات. تقع الخلايا العصبية CPG المشاركة في البلع في جذع الدماغ، وتحديدًا في النواة اللسانية في النخاع المستطيل. على الرغم من أنه يمكن في كثير من الأحيان استنتاج الموقع العام لخلايا عصبية CPG، إلا أن الموقع المحدد وهوية الخلايا العصبية المشاركة لا تزال قيد الاستكشاف.
التعديل العصبي
يجب على الكائنات الحية أن تكيف سلوكها لتلبية متطلبات بيئتها الداخلية والخارجية. كجزء من الدائرة العصبية للكائن الحي، يمكن ضبط مولدات الأنماط المركزية للتكيف مع احتياجات الكائن الحي ومحيطه. للتنظيم ثلاثة أدوار في دائرة السلع الاستهلاكية المعبأة: <أول>في القوارض، يؤدي منع الاتصالات العصبية التعديلية إلى تقليل النشاط الإيقاعي بشكل كبير وقد يلغي تمامًا الحركة المحاكاة الناجمة عن الدواء. تشير هذه الظاهرة إلى أن التنظيم العصبي أمر بالغ الأهمية لمرونة CPG.
التغذية الراجعة الحسية
في حين تتطلب نظريات توليد الأنماط المركزية أن يتم توليد الإيقاع الأساسي وتوليد الأنماط مركزيًا، فإن نظريات توليد الأنماط المركزية يمكن أن تستجيب للملاحظات الحسية لتغيير الأنماط بطرق مناسبة سلوكيًا. حتى ردود الفعل التي تم تلقيها خلال مرحلة معينة من نمط الحركة قد تتطلب تغييرات في أجزاء أخرى من دورة النمط للحفاظ على علاقات منسقة معينة. على سبيل المثال، فإن وجود حصاة داخل الحذاء الأيمن من شأنه أن يغير طريقة المشي بأكملها، على الرغم من أن الحافز موجود فقط عند الوقوف على القدم اليمنى. قد يكون هذا التعديل بسبب التأثيرات الواسعة النطاق وطويلة الأمد للتغذية الراجعة الحسية على CPG، أو بسبب التأثيرات قصيرة المدى على عدد قليل من الخلايا العصبية التي تعمل بدورها على تعديل الخلايا العصبية القريبة، وبالتالي توسيع التغذية الراجعة إلى CPG بأكمله.
الوظيفة
يمكن أن تخدم CPGs مجموعة متنوعة من الوظائف، بما في ذلك الحركة، والتنفس، وتوليد الإيقاع وغيرها من الوظائف التذبذبية. ويوضح تنوع هذه الوظائف الأدوار الرئيسية التي تلعبها في مجموعة متنوعة من الأنشطة.عند النظر في مرونة واستجابة CPGs، لا يسعنا إلا أن نتساءل كيف يمكن لآليات التنظيم الذاتي لهذه الدوائر العصبية أن تلهم استكشافنا للتكنولوجيات الجديدة؟
