研究表明皮层指挥熟练运动的表现

中枢神经系统的基本功能是协调运动。熟练的动作需要许多要素，包括计划、启动、执行和完善。霍华德休斯医学研究所珍妮莉亚研究园的科学家在小鼠实验中证明，大脑的感觉运动皮层对于启动和执行复杂的运动至关重要。暂时关闭大脑的这一部分会导致小鼠在训练任务中突然暂停，一旦运动皮层活动恢复，它们就会成功恢复。

目前尚不清楚运动皮层是否是大脑随意运动的主要指挥者，或者它的作用是否是微调复杂的运动。这项新研究由 Janelia 小组组长 Adam Hantman 领导，并于 2016 年 2 月 1 日发表在《eLife》杂志上，表明大脑这一部分的活动对于发挥所学技能至关重要。

当动物计划和执行运动时，运动皮层中的神经元会放电，但这种活动的确切影响尚不清楚。尽管人工刺激皮层可以引起动物的复杂运动，但其他研究人员发现，运动皮层受到不可逆损伤的小鼠仍然能够完成习得的一系列动作。例如，这些动物确实往往会失去灵活性，通过摆动肢体来适应，而不是小心地将爪子移动到目标上。

汉特曼和同事认为，他们可以通过光遗传学(一种可以精确控制神经活动时间的技术)来操纵运动皮层，从而更多地了解运动皮层的精确作用。该技术涉及将光敏蛋白传递到所研究的特定神经细胞，然后使用正确波长的激光脉冲来打开或关闭这些神经细胞的活动。使用这种方法，汉特曼和他的团队可以在小鼠执行任务时在特定时刻抑制运动皮层。一次只关闭运动皮层活动几秒钟也会使小鼠不太可能学会补偿运动控制中的任何损伤，这是之前探索运动皮层作用的尝试中的一个潜在的混杂因素。

汉特曼实验室的高级科学家郭建中(Jay)Guo花了几个月的时间耐心地训练小鼠伸手抓住食物颗粒，然后将颗粒放入嘴里食用。然后，科学家们在任务期间使用光遗传学来操纵动物运动皮层的活动。当动物开始伸手去拿食物后，郭用激光束激活运动皮层区域控制动作的抑制性神经元。抑制性神经元反过来又关闭附近的兴奋性神经元。“我们本质上是利用大脑皮层来关闭自身，”汉特曼解释道。他们认为，这样做可能会让小鼠难以成功完成任务。

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