根據(jù)eLife今天發(fā)表的一項(xiàng)研究，研究人員提供了有關(guān)運(yùn)動(dòng)和學(xué)習(xí)行為背后的神經(jīng)過程的新見解。

大鼠的發(fā)現(xiàn)揭示了負(fù)責(zé)處理信息的大腦皮層如何影響基底神經(jīng)節(jié)，基底神經(jīng)節(jié)控制運(yùn)動(dòng)行為和強(qiáng)化學(xué)習(xí)。這可以為更好地理解運(yùn)動(dòng)和學(xué)習(xí)行為障礙中為什么會(huì)出現(xiàn)某些癥狀的方式鋪平道路。

大型的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)組成了動(dòng)物和人類的大腦。當(dāng)特定區(qū)域的神經(jīng)元出現(xiàn)問題時(shí)，這可能會(huì)影響我們的運(yùn)動(dòng)并導(dǎo)致諸如帕金森氏病等疾病，從而影響基底神經(jīng)節(jié)的正常功能。

日本同志社大學(xué)腦科學(xué)研究生院神經(jīng)回路實(shí)驗(yàn)室副教授Fuyuki Karube解釋說：“基底神經(jīng)節(jié)中有四個(gè)區(qū)域：紋狀體，蒼白球，丘腦下核和黑質(zhì)。”“盡管我們已經(jīng)了解了這些區(qū)域之間的神經(jīng)回路，但我們?nèi)匀徊恢罏槭裁磁两鹕喜『湍承┯绊戇\(yùn)動(dòng)的疾病會(huì)出現(xiàn)某些癥狀。”

蒼白球由至少兩種類型的神經(jīng)元組成，其中一種主要與紋狀體互連，另一種與丘腦下核互連。兩種類型的神經(jīng)元都接收來自紋狀體和丘腦底核的輸入。在這項(xiàng)研究中，Karube及其團(tuán)隊(duì)著手了解如何控制這些神經(jīng)元的活動(dòng)。

他們看著大鼠大腦皮層運(yùn)動(dòng)相關(guān)區(qū)域的神經(jīng)元，看到了軸突-神經(jīng)元的線狀部分，將沖動(dòng)從細(xì)胞體轉(zhuǎn)移到其他細(xì)胞。他們發(fā)現(xiàn)初級(jí)和次級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)在蒼白球之間建立了功能性突觸連接，該區(qū)域以前不被稱為基底神經(jīng)節(jié)的輸入部位。

同志社大學(xué)腦科學(xué)研究生院神經(jīng)回路實(shí)驗(yàn)室首席研究員富野野藤山說：“我們?cè)谏n白球的皮質(zhì)輸入中發(fā)現(xiàn)了顯著的密度。”“激活皮層軸突會(huì)激發(fā)該區(qū)域的部分神經(jīng)元，但不是全部。例如，我們看到，向紋狀體發(fā)送輸出的神經(jīng)元比向丘腦下核發(fā)送輸出的神經(jīng)元更頻繁地接受皮質(zhì)輸入。”

這些發(fā)現(xiàn)表明，大腦皮層可以以取決于神經(jīng)元類型的方式直接控制蒼白球神經(jīng)元的活動(dòng)。Karube補(bǔ)充說：“許多研究人員以前已經(jīng)揭示了皮層投射對(duì)丘腦下核的重要性，這被稱為超直接途徑，在帕金森氏病中。”“我們建議，在我們的研究中發(fā)現(xiàn)，從皮質(zhì)到蒼白球的輸入被忽略了，可以與這種途徑相提并論。

“現(xiàn)在需要進(jìn)一步的工作，以觀察在大型生物如靈長(zhǎng)類動(dòng)物和人類中是否存在類似的皮質(zhì)-蒼白球投射。這可以增進(jìn)我們對(duì)運(yùn)動(dòng)行為背后的神經(jīng)過程以及在某些疾病中如何受到影響的理解。”