Многовременная нейронная адаптация, лежащая в основе длительной реорганизации опорно‑двигательной системы

Центральная нервная система (ЦНС) способна эффективно контролировать движения тела несмотря на изменения окружающей среды. Если адаптация к внешним изменениям хорошо изучена, то реакции на внутренние изменения организма остаются менее понятными. В данном исследовании изучается, как ЦНС адаптируется к долгосрочным изменениям опорно‑двигательной системы с использованием модели пересадки сухожилия у нечеловеческих приматов (Macaca fuscata). Мы хирургически переместили сгибатели и разгибатели пальцев, чтобы исследовать, как ЦНС изменяет стратегию контроля движений пальцев, измеряя мышечную активность во время задач на захват. Через два месяца после операции обезьяны продемонстрировали значительное восстановление функции захвата, несмотря на первоначальное нарушение. Полученные данные указывают на двухфазный процесс адаптации ЦНС: начальную фазу, обеспечивающую функционирование за счёт пересаженных мышц, и последующую фазу, в которой это обеспеченное функционирование отбрасывается и восстанавливается стратегия контроля, которая, хотя и может быть менее конфликтной по сравнению с неадаптивным состоянием, напоминает исходный паттерн и, возможно, представляет собой «достаточно хорошее» решение. Эти результаты подчёркивают многофазный процесс адаптации ЦНС с разными временными константами в ответ на внезапные изменения тела и могут дать представление для понимания и лечения двигательных расстройств.