狂犬病毒的工作原理是自然地向后跳跨神经元,直到它已经感染了受害者的整个大脑。在这项研究中,斯坦尼克采用了基因禁用版本狂犬病毒,这只能从肌肉跳转到运动神经元,然后回到前运动神经元。该病毒还载有绿色或红色荧光标记,这使研究人员能够看到它跳跃之后的位置。
斯坦尼克将这些荧光标记的病毒注入两个肌肉中,舌头外伸颏舌肌和下颌闭合咬肌。他发现,一组前运动神经元同时连接到运动神经元调节下颌打开和引发舌头伸出。同样地,他发现另一组连接到这两个运动神经元调节下颌闭合和负责舌头的回缩。结果表明,协调舌头和下颌的运动的一种简单方法通常能让舌头远离伤害。
“使用共享前运动神经元来控制多个肌肉可能是运动系统的一般特征,”斯坦尼克说。“有关大脑的其他部分的其他研究,重要的是要记住,单个神经元可以受到多个下游区域的影响。”
研究人员使用他们的技术有兴趣进一步使小鼠跳回到它的大脑中,最终绘制回路一直到皮层。但首先,他们计划深入研究前运动神经元和运动神经元之间的连接。
“这只是了解这些颜面部动作的控制的一小步,”斯坦尼克说。“在咀嚼,饮水和讲话中,我们只能看着两块肌肉和至少有其他10个肌肉在活动,仍然需要大量的工作来观察这些其他肌肉,也只有这样,我们才能得到所有的这些工作如何作为一个单元来协调这种行为的一个完整图片。”