运动皮层的输入使小鼠能够进行灵巧的动作

在昏昏欲睡的雾霾中，伸手去抓面前的咖啡杯，似乎是自动驾驶仪上发生的事情。但是缺乏咖啡因的大脑正在努力工作。它收集感官信息和其他类型的反馈——关于手臂在空间中相对于杯子的位置的线索——并将其发送到运动皮层。然后，运动皮层计划即将到来的锻炼，并告诉你的肌肉让它发生。

在老鼠身上的新研究正在研究这些反馈信号进入运动皮层的功能，以发现它们如何以及何时引导灵巧的动作，如抓握。研究合著者、霍华德休斯医学研究所詹妮弗研究园的研究员布里顿索尔布雷说，这是一个尚未解决的大问题。一些神经回路可以在没有连续输入的情况下产生有节奏和有规律的输出。就像骑手的微调可以让马小跑一样，这些“中央模式发生器”可以帮助动物在没有持续刺激的情况下行走、游泳和飞行。原来，不是运动皮层。

Sauerbrei说：“我们展示的是运动皮层是根本不同的。”“你不能只是轻轻踢一下大脑皮层，让它起飞，自己创造出这种模式。”Sauerbrei和他的同事在2019年12月25日出版的《自然》杂志上报道，相反，运动皮层在整个运动过程中需要反馈。

他和他的同事训练老鼠去够食物颗粒，这取决于运动皮层。在一些动物中，它们关闭丘脑，丘脑是大脑中的一个开关柜，可以引导感觉信息和其他类型的反馈进出大脑皮层。

当研究人员在老鼠开始接触前停止进入运动皮层的信号时，动物并没有开始移动。当到达信号被阻止到达一半时，老鼠停止将爪子靠近粒子。

研究人员表明，这些信号的节奏也很重要。在另一个实验中，他们刺激神经元以不同的传入信号模式将信号从丘脑传递到皮层。刺激的频率影响运动皮层的输出，快脉冲破坏小鼠的抓握能力。

Janelia团队负责人、本文资深作者Adam Hantman表示，通过丘脑进入运动皮层的信号来自世界各地，目前尚不清楚哪些信号对引导运动最重要。丘脑的输入包括关于手臂位置的感觉信息、视觉信息、来自其他大脑区域的运动命令以及关于即将到来的运动的预测。汉特曼的实验室计划使用Janelia项目团队“丘脑”开发的工具来打开或关闭丘脑的特定区域，以测试哪些输入真正驱动了行为。

对汉特曼来说，理解这些运动技能的复杂性让学习它们变得如此令人兴奋。他说：“如果你想知道一种行为，并认为你要研究一个领域，那么你可能会有麻烦。”“你需要了解整个中枢神经系统。”

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