A Brainstem Neural Substrate for Stopping Locomotion
Notice bibliographique
Résumé
Locomotion occurs sporadically and needs to be started, maintained, and stopped. The neural substrate underlying the activation of locomotion is partly known, but little is known about mechanisms involved in termination of locomotion. Recently, reticulospinal neurons (stop cells) were found to play a crucial role in stopping locomotion in the lamprey: their activation halts ongoing locomotion and their inactivation slows down the termination process. Intracellular recordings of these cells revealed a distinct activity pattern, with a burst of action potentials at the beginning of a locomotor bout and one at the end (termination burst). The termination burst was shown to be time linked to the end of locomotion, but the mechanisms by which it is triggered have remained unknown. We studied this in larval sea lampreys (Petromyzon marinus; the sex of the animals was not taken into account). We found that the mesencephalic locomotor region (MLR), which is known to initiate and control locomotion, stops ongoing locomotion by providing synaptic inputs that trigger the termination burst in stop cells. When locomotion is elicited by MLR stimulation, a second MLR stimulation stops the locomotor bout if it is of lower intensity than the initial stimulation. This occurs for MLR-induced, sensory-evoked, and spontaneous locomotion. Furthermore, we show that glutamatergic and, most likely, monosynaptic projections from the MLR activate stop cells during locomotion. Therefore, activation of the MLR not only initiates locomotion, but can also control the end of a locomotor bout. These results provide new insights onto the neural mechanisms responsible for stopping locomotion. SIGNIFICANCE STATEMENTThe mesencephalic locomotor region (MLR) is a brainstem region well known to initiate and control locomotion. Since its discovery in cats in the 1960s, the MLR has been identified in all vertebrate species tested from lampreys to humans. We now demonstrate that stimulation of the MLR not only activates locomotion, but can also stop it. This is achieved through a descending glutamatergic signal, most likely monosynaptic, from the MLR to the reticular formation that activates reticulospinal stop cells. Together, our findings have uncovered a neural mechanism for stopping locomotion and bring new insights into the function of the MLR.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».