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运动皮层中神经元的种群动态在达到和掌握行为过程中有很大差异

芝加哥大学研究人员的一项新研究发现,运动皮层中神经元的种群动态在达到和掌握行为过程中有很大差异,这挑战了一种流行的理论,即固有的动态模式控制着运动行为。

运动皮层中神经元的种群动态在达到和掌握行为过程中有很大差异

先前研究检查猕猴运动皮层中神经种群动态的研究表明,在计划和执行手臂伸手运动过程中,神经元种群表现出旋转动力学-平滑而有序的神经元活动波级联通过神经元。运动皮层。

这种总体水平的行为已被解释为表明运动皮层充当了一种模式生成器,可以驱动肌肉引起运动。

UChicago的有机生物学和解剖学助理教授Matthew Kaufman博士说:“在以前的接触工作中,我和我的同事表明,控制运动的大脑区域就像是一个产生肌肉命令的小机器。”“也就是说,该活动遵循了数学上的“规则”,使它像音乐盒一样工作,以使每条肌肉的命令相对于其他命令正确地计时。”

研究人员认为,这些活动模式代表了运动皮层内神经元活动的一般原理,而这些优雅的动力学是神经回路的一种特性。

UChicago的资深作者Sliman Bensmaia博士,詹姆斯·凯伦·弗兰克家族的有机生物学和解剖学教授解释说:“这种活动方式有点像多米诺骨效应。”“想法是,当行为开始时,就像敲打第一个多米诺骨牌,然后其余所有都按顺序排列。如果将其备份,它将再次执行相同的顺序。”

但是,这项新的研究只关注手抓行为,而不是伸胳膊的行为,没有看到这种整齐的模式。这项研究于11月17日发表在《E-Life》上,研究了运动皮层的神经活动。

“我们想知道在手运动过程中是否存在相同类型的神经动力学,其中涉及的效应器非常不同,产生的运动也非常不同,”第一作者,本斯维亚实验室的研究生安妮莎·苏雷什(Aneesha Suresh)博士说。“我们在猴子的运动皮层中记录了它们的神经活动,它们完成了伸手任务和抓紧任务,以比较两种运动的动力学。”

与过去的结果相反,研究人员发现,抓地行为反而在人群水平上产生了较少有序的神经元活动模式,并且几乎没有证据显示达到运动时旋转动力学。

共同第一作者詹姆斯·古德曼(James Goodman)博士说:“我们希望该网络中的神经元能够以有序的,可预测的序列被激活,就像被认为会驱动手臂到达目标的序列一样。”中央。“相反,我们在抓握过程中看到的活动模式要复杂得多,而且混乱得多,在某些方面表明在手运动过程中,触摸和本体感觉尤其重要。”

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点击次数:更新时间2020-11-24【打印此页】??【关闭
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