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，似乎就发生在自动驾驶仪上。但是缺乏咖啡因的大脑在努力工作。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——并将它们发送到运动皮层。然后，运动皮层计划即将到来的运动，并告诉你的肌肉让它发生。

老鼠的新研究正在研究这些进入运动皮层的反馈信号的作用，并弄清楚它们如何以及何时指导灵巧的运动，如抓握。合著者Britten Solbrey是霍华德休斯医学研究所詹妮弗研究园的研究员，他说这是一个悬而未决的大问题。有些神经回路在没有连续输入的情况下，也能产生有节奏、有规律的输出。正如骑手的优美旋律可以让马小跑，这些“中枢模式发生器”可以帮助动物在没有持续刺激的情况下行走、游泳和飞行。事实证明，这不是运动皮层。

Sauerbrei说，“我们展示的是运动皮层从根本上是不同的。”“你不能只是轻轻踢一下大脑皮层，让它自己起飞并生成这种模式。”Sauerbrei和他的同事在2019年12月25日出版的《自然》杂志上报告说，相反，运动皮层需要在整个运动过程中获得反馈。

他和他的同事训练老鼠去够食物颗粒，这种行为依赖于运动皮层。在一些动物中，他们关闭了丘脑，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之前停止信号进入运动皮层时，这些动物没有开始运动。当到达信号在中途停止到达时，老鼠停止移动它的爪子靠近粒子。

研究人员表明，这些信号的节奏也很重要。在另一项实验中，他们刺激神经元以不同的输入信号模式将信号从丘脑传输到皮层。刺激的频率影响运动皮层的输出，快速的脉冲破坏小鼠的抓取能力。

Janelia小组的领导者、这篇论文的高级作者亚当汉特曼(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指导运动最重要。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。Hantman的实验室计划使用Janelia项目团队Thalamoseq开发的工具，打开或关闭丘脑的特定区域，以测试哪些输入真正驱动行为。

对于汉特曼来说，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，“如果你想了解一种行为，并认为你要研究一个地区，那么你可能就有麻烦了。”"你需要了解整个中枢神经系统."

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