KH aka Four Tet - Only Human [Ministry Of Sound]
Đi bộ phức tạp hơn nhiều so với việc đặt một chân trước chân kia. Để điều đó xảy ra, các tế bào thần kinh vận động trong não và tủy sống phải ngay lập tức phối hợp các cơ bắp bạn cần để di chuyển về phía trước, sau đó quản lý các chi, phổi và não để hoạt động hài hòa để đưa bạn đến nơi bạn cần đến. Nguồn gốc của chiến lược tổ chức phức tạp này rất âm u: Cho đến gần đây, lý thuyết được chấp nhận nhiều nhất là lý thuyết mà bạn đã thấy được vẽ trên các áp phích sinh học ở trường trung học, cho thấy khả năng đi bộ phát triển khi động vật có xương sống chuyển từ biển vào đất liền.
Nhưng nghiên cứu mới, được công bố hôm thứ năm, sửa đổi lý thuyết đó theo cách phản trực giác. Trong tạp chí Tế bào, một nhóm các nhà khoa học quốc tế báo cáo rằng khả năng của các dây thần kinh tủy sống có thể làm rõ các cơ bắp để đi bộ đã xuất hiện hàng triệu năm trước trên biển.
Chúng tôi đã học được rằng một số trong những điều chúng ta thường nghĩ tiến hóa ở các loài động vật 'tiên tiến' hơn, chẳng hạn như các tế bào thần kinh kiểm soát việc đi bộ, thực sự cổ xưa hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây, đồng tác giả và nhà khoa học thần kinh của Đại học New York Jeremy Dasen, Tiến sĩ, nói Nghịch đảo.
Điều này có nghĩa là những sinh vật đầu tiên phát triển khả năng đi bộ - tổ tiên chung liên kết cá và người - ở dưới nước. Một số con cháu của họ cuối cùng đã trở thành động vật không xương sống đi bộ trên đất liền, trong khi những người khác vẫn ở dưới đáy đại dương ngày nay, vẫn đi bộ.
Một trong những cư dân dưới đáy biển này, skate nhỏ, là trọng tâm của nghiên cứu mới này. Giày trượt, trông giống như cá đuối, là loài cá sụn mà thiên đường đã thay đổi nhiều trong hàng trăm triệu năm mà chúng đã tồn tại. Và họ thì đi bộ, nhưng có lẽ bạn không thể biết được bằng cách nhìn. Nghiên cứu trước đây cho thấy chúng vẫy các vây bụng nhỏ hơn của chúng theo các chuyển động trái phải để bò dọc theo đáy đại dương - điều khó có thể nhận thấy đối với một thợ lặn lặn trên chúng ở phía tây Đại Tây Dương.
Một trong những phát hiện đáng ngạc nhiên nhất là sự chuyển động của giày trượt Vây xương chậu tương tự như cách chúng ta sử dụng đôi chân của mình trong khi đi bộ, ông nói. Chúng tôi chỉ có thể đánh giá cao điều này từ việc quay video từ bên dưới giày trượt khi họ đang đi bộ. Điều này cho thấy nhiều yếu tố cơ bản của việc đi bộ, như sự xen kẽ giữa chân trái và chân phải, duỗi chân và uốn cong, đã có mặt trong giày trượt.
Dasen và nhóm của anh bắt đầu nghiên cứu một nhóm giày trượt băng khi họ phát triển trong trường hợp trứng của họ. Trong một phôi thai, cái đuôi là thứ mạnh nhất đẩy cơ địa của nó, nhưng sau khi nó nở ra, cái đuôi cuối cùng thoái lui - có lẽ là do sự vận động qua vây bụng đã sẵn sàng để thống trị.
Một thí nghiệm tiếp theo trên giày trượt đã sử dụng trình tự RNA để đánh giá gen nào được biểu hiện trong các tế bào thần kinh vận động của skate và so sánh chúng với các gen liên quan đến sự vận động của động vật có vú. Điều này cho thấy giày trượt và động vật có vú thực sự có nhiều điểm chung, bao gồm các phân tử được biểu hiện trong các tế bào thần kinh vận động của động vật có xương sống trên cạn, các công tắc phân tử điều khiển cơ bắp và các tế bào điều khiển sự vận động.
Nhiều người trong số các gen mà chúng tôi nghiên cứu trên giày trượt được biết là rất quan trọng đối với chức năng của các tế bào thần kinh vận động điều khiển việc đi lại ở động vật có vú. Một số trong số các gen này tạo ra các protein được biết là có chức năng như chuyển đổi gen, giúp bật hoặc tắt các gen. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng các công tắc tương tự này được sử dụng ở cả giày trượt và động vật có vú để giúp nối các mạch thần kinh cần thiết cho việc đi bộ.
Kết hợp lại với nhau, các quan sát chỉ ra rằng các mạch liên quan đến điều khiển chi bắt đầu bằng tổ tiên của động vật có xương sống hàng triệu năm trước khi mọi thứ đi trên đất liền. Vào thời điểm tổ tiên của chúng ta ngọ nguậy trên cát bằng tứ chi nguyên thủy của họ, các quá trình tạo ra sự chuyển động của họ đã được thiết lập từ lâu. Với suy nghĩ này, Dasen và nhóm của ông sẽ tiếp tục nghiên cứu những đôi giày trượt nhỏ để hiểu chính xác các nơ-ron vận động của chúng kết nối với nhau như thế nào, với hy vọng một ngày nào đó kiến thức này có thể giúp những người bị chấn thương cột sống nghiêm trọng.
Chúng tôi thực sự biết rất ít về cách các tế bào thần kinh trong não và tủy sống giao tiếp với các tế bào thần kinh vận động điều khiển việc đi bộ, ông nói.
Chúng tôi hy vọng chúng ta có thể tận dụng sự đơn giản tương đối của vây skate để tìm ra một số kết nối thần kinh quan trọng giúp cho việc đi lại có thể, và cuối cùng kiểm tra xem những kết nối tương tự này có quan trọng đối với động vật có vú hay không.
Nếu bạn thích bài viết này, hãy xem video này giải thích về nghiên cứu được tạo ra bởi các tác giả nghiên cứu: