При извършването на волеви движения, в човешкия организъм протича поредица от невронни процеси. Кората на главния мозък изпраща сигнали до двигателните единици (т.е. невроните) в гръбначния мозък, които от своя страна активират отделните мускули в човешкото тяло.

 

Изследванията до момента предполагат, че мозъчната кора не контролира отделните двигателни единици, а по-скоро изпраща "общи инструкции" към набор от тях. Експериментални доказателства подкрепят хипотезата, че тези двигателни единици се набират по-скоро строго, отколкото адаптивно.


 

Изследователи от Колумбийския университет установяват, че всъщност контролът на мозъчната кора върху моторните единици може да бъде много по-гъвкав, като по този начин опровергават досегашната научна хипотеза.

 

„Квадрицепсът, който се използва при бягане, колоездене или каране на ски се възбужда от много (да кажем 1000) двигателни неврона, които се намират в гръбначния мозък. Дългогодишно научно убеждение е, че тези 1000 неврона действат заедно, съгласувано, по много негъвкав начин“, обяснява водещият изследовател в проучването проф. Марк М. Чърчланд.

 

Ако моторните неврони действат в тандем и по строг начин, генерирането на определена сила винаги ще изисква активирането на същия брой неврони. Този брой неврони ще остане същият, независимо от конкретната дейност, в която се ангажира човек или друг вид бозайник.

 

„Да кажем, че определена сила изисква активиране на 500 неврона - генерирането на тази сила винаги ще използва същите 500 неврона, независимо дали бягате, карате велосипед, скачате, правите йога и т. н.“, добавя проф. Чърчланд.

 

Дългогодишното убеждение за невронната активност, включена в произволните движения, изглежда просто и ясно, но то не отчита разликите между отделните моторни неврони. Вече е известно, че невроните имат специализирани функции, което означава, че са по-добри в някои неща от други.

 

"Някои неврони възбуждат мускулни влакна, които се свиват бавно и са склонни да бъдат устойчиви на умора", каза Чърчланд. „Други неврони възбуждат други мускулни влакна, които се свиват бързо, но и бързо се уморяват. Ако мозъкът работи по „оптимален“ начин, това щеше да е определящ фактор. С други думи, по-добре е да използвате първия вид неврони по време на йога, а вторият при скачане", допълва професорът.

 

Все пак остава общото убеждение, че невронните процеси, включени в движенията на хората и бозайниците, не са толкова гъвкави, тъй като приоритизират простотата пред ефективността.

 

За да проверят дали това наистина е вярно, проф. Чърчланд и колегите му разработват нова изометрична задача (т.е. задача, която включва стягане и контракции на специфични мускули или мускулни групи). 

 

„Наблюдавахме активността на мотоневроните, като следяхме мускулите (където мотоневроните изпращат своите проекции). „Направихме го в много по-голямо разнообразие от движения. Наблюдавахме повече неврони едновременно (всички по едно и също време, по време на един и същи набор от движения)“, разяснява Чърчланд. 

 

Изследователите откриват, че човешкият мозък, тяло и мускули са способни на значително по-голяма гъвкавост. Те могат да оптимизират движението за различни ситуации много по-ефективно, отколкото научната общност твърдеше до момента.

 

Това означава, че в известен смисъл човешкият мозък извършва по-сложна работа, отколкото до момента се е твърдяло. Вместо просто да решава колко сила да използва, мозъкът също трябва да разбере кои неврони трябва да генерират тази сила.

 

Референции:

IFadelli, ngrid. Motor units in the spinal cord might be far more flexible than we thought - https://medicalxpress.com/news/2022-10-motor-spinal-cord-flexible-thought.html