Beyond the central pattern generator: amine modulation of decision-making neural pathways descending from the brain of the medicinal leech.
Research article published in The Journal of experimental biology (2006)
Abstract
The biological mechanisms of behavioral selection, as it relates to locomotion, are far from understood, even in relatively simple invertebrate animals. In the medicinal leech, Hirudo medicinalis, the decision to swim is distributed across populations of swim-activating and swim-inactivating neurons descending from the subesophageal ganglion of the compound cephalic ganglion, i.e. the brain. In the present study, we demonstrate that the serotonergic LL and Retzius cells in the brain are excited by swim-initiating stimuli and during spontaneous swim episodes. This activity likely influences or resets the neuromodulatory state of neural circuits involved in the activation or subsequent termination of locomotion. When serotonin (5-HT) was perfused over the brain, multi-unit recordings from descending brain neurons revealed rapid and substantial alterations. Subsequent intracellular recordings from identified command-like brain interneurons demonstrated that 5-HT, especially in combination with octopamine, inhibited swim-triggering neuron Tr1, as well as swim-inactivating neurons Tr2 and SIN1. Although 5-HT inhibited elements of the swim-inactivation pathway, rather than promoting them, the indirect and net effect of the amine was a reliable and sustained reduction in the firing of the segmental swim-gating neuron 204. This modulation caused cell 204 to relinquish its excitatory drive to the swim central pattern generator. The activation pattern of serotonergic brain neurons that we observed during swimming and the 5-HT-immunoreactive staining pattern obtained, suggest that within the head brain 5-HT secretion is massive. Over time, 5-HT secretion may provide a homeostatic feedback mechanism to limit swimming activity at the level of the head brain.
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Zusammenfassung
Beyond the central pattern generator: amine modulation of decision-making neural pathways descending from the brain of the medicinal leech.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Crisp et al. (2006, J. Exp. Biol.) untersuchten, wie serotonin (5-HT) und octopamine die Schwimmentscheidung beim medizinischen Blutegel Hirudo medicinalis modulieren: Serotonerge LL- und Retzius-Gehirnzellen wurden durch schwimmauslösende Reize erregt, und perfundiertes 5-HT (insbesondere mit octopamine) formte die Aktivität der absteigenden Kommandoneuronen um, was letztlich die Feuerrate des schwimmsteuernden Neurons 204 verringerte — vorgeschlagen als ein homöostatischer Rückkopplungsmechanismus, der das Schwimmen begrenzt. Für ASH ist dies Teil der tiefgehenden neurowissenschaftlichen Literatur über dieselbe medizinische Blutegelart, die therapeutisch verwendet wird, und dokumentiert die gut untersuchten Aminsysteme und Retzius-Zellen von Hirudo medicinalis; sie ist eher zur Vollständigkeit nützlich als zur klinischen Anleitung. Ehrliche Einschränkung: Dies ist präklinische Neurophysiologie von Wirbellosen über die Fortbewegungsentscheidung; sie hat keinen Bezug zum Blutegel-Speichel-Sekretom, zur Antikoagulation oder zu irgendeinem klinischen Ergebnis der Hirudotherapie und darf nicht als therapeutische Evidenz dargestellt werden.
Zitation
Beyond the central pattern generator: amine modulation of decision-making neural pathways descending from the brain of the medicinal leech.
Crisp et al. · The Journal of experimental biology, 2006
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 28, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: June 18, 2026