Einzelne Gliedmaßen bewegen zu können bedeutet noch lange nicht, koordiniertes Gehen oder gar Laufen hinzukriegen.
Basel – Egal ob auf vier oder zwei Beinen, Menschen und andere Tiere müssen beim Gehen alle vier Gliedmaßen koordinieren. Gesteuert werden die Muskeln der Extremitäten dabei durch Nervennetzwerke im Gehirn und Rückenmark. Ein Forscherteam um Silvia Arber von der Universität Basel und dem Friedrich Miescher Institut für biomedizinische Forschung (FMI) hat nun bei Mäusen Nervenzellen mit langen Verbindungen identifiziert, die diese Netzwerke miteinander verbinden.
Diese Nervenverbindungen durchlaufen das Rückenmark und koppeln die verschiedenen lokalen Schaltkreise über lange Distanzen. So sorgen sie dafür, dass der Körper beim Gehen die nötige Haltung und den Rhythmus behält, wie die Universität Basel berichtet.
Entscheidende Koordination
Die gegenläufige Bewegung der Vorder- und Hinterbeine spiegle sich dabei im Nervennetzwerk des Rückenmarks wider, erklärt Studienautor Ludwig Ruder. Die Nervenzellverbindungen zwischen Vorder- und Hinterbein der gleichen Seite sind hemmend, das heißt sie legen die nachgeschalteten Zellen temporär still. Die Verbindungen über Kreuz sind hingegen aktivierend.
Um die Rolle der verbindenden Nervenzellen zu entschlüsseln, schalteten sie diese bei den Versuchsmäusen selektiv aus. Beim schnellen Laufen geriet daraufhin die koordinierte Bewegung der Vorder- und Hinterbeine durcheinander, und die Stabilität und Schnelligkeit waren beeinträchtigt, wie Ruder ausführte. Bewegungen der einzelnen Gliedmaßen funktionierten hingegen einwandfrei.
Bisher hatten Wissenschafter vor allem lokale Nervennetzwerke im Rückenmark und deren Rolle bei Bewegungen untersucht. Die lang projizierenden Nervenverbindungen blieben dabei weitgehend unberücksichtigt. "Die Ergebnisse der neuen Studie zeigen jedoch, dass Nervenzellen im Rückenmark mit langen Projektionen eine sehr wichtige Rolle für die Koordination des Laufens spielen", so Arber.
Weitere Forschungen
Als nächstes wollen die Forschenden untersuchen, wie das Gehirn mit den lokalen und den lang verbindenden Nervenzellen im Rückenmark interagiert, um sie zu kontrollieren. Dieses Grundlagenwissen könnte wichtig werden, um dereinst Möglichkeiten zu entwickeln, diese Interaktion bei Gelähmten nach einer Rückenmarksverletzung wiederherzustellen. (APA, red, 19. 11. 2016)