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.