Auch die Arme gehen mit

Der Mensch geht auf zwei Beinen. Die Arme schlenkern meist gegenläufig mit. Obwohl die „Vorderbeine“ schon lange nicht mehr auf dem Boden aufsetzen, müssen alle vier Gliedmaßen koordiniert werden. Welche Nerven die Ganzkörperbewegung steuern, konnten Forscher nun zeigen.

Gesteuert werden die Muskeln der Extremitäten 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.

Koordination gestört

Die gegenläufige Bewegung der Vorder- und Hinterbeine spiegle sich dabei im Nervennetzwerk des Rückenmarks wider, wie Studienautor Ludwig Ruder in einer Mitteilung erklärt. 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.

Abdrücke von Füßen und Händen
University of Basel, Biozentrum
Abdrücke von Füßen und Händen

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.

Vernachlässigte Nervenbahnen

Bisher hatten Wissenschaftler vor allem lokale Nervennetzwerke im Rückenmark und deren Rolle bei Bewegungen untersucht, so die Forscher. Die lang projizierenden Nervenverbindungen blieben dabei weitgehend unberücksichtigt. „Die Ergebnisse der neuen Studie zeigen jedoch, dass diese eine sehr wichtige Rolle für die Koordination des Gangs spielen“, betont Silvia Arber.

Als nächstes wollen die Forschenden untersuchen, wie das Gehirn mit den lokalen und den lang verbindenden Nervenzellen im Rückenmark interagiert. Dieses Grundlagenwissen könnte wichtig werden, um dereinst Möglichkeiten zu entwickeln, diese Interaktion bei Gelähmten nach einer Rückenmarksverletzung wiederherzustellen.

science.ORF.at/APA/sda

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