了解大腦如何控制運動

如果即使您想加快速度也無法加快速度怎么辦?研究人員認為，大腦中決定我們隨意運動(例如走過房間或在鋼琴上彈奏旋律)速度的部分有點像汽車。它有一個加速器可以加快運動速度，也有一個制動器可以減慢運動速度?，F(xiàn)在，霍華德休斯醫(yī)學研究所珍妮莉亞研究園區(qū)的科學家們表明，與人們的想法相反，“剎車”大腦這一部分的氣體實際上可以加速小鼠的運動，而氣體可以控制它們。通過確定大腦如何控制運動，這一發(fā)現(xiàn)有助于解釋帕金森病患者運動的系統(tǒng)性減慢，并可能為干預措施鋪平道路，讓患者學會更流暢地執(zhí)行日?；顒印?/p>

走快一點對大多數(shù)人來說沒有問題，但帕金森病患者卻很難加快隨意運動的速度。一段時間以來，科學家們一直認為“幾乎就像只有剎車起作用而油門踏板不起作用一樣”。 Janelia 小組組長 Joshua Dudman 說道。為了更好地理解這種效應，他和他的同事、研究科學家 Eric Yttri 希望更多地了解大腦基底神經節(jié)的正常作用受帕金森病影響的區(qū)域，控制隨意運動。在基底神經節(jié)內，有兩種主要類型的神經元已知可促進(氣體)或抑制(制動)運動。

在 2016 年 5 月 2 日發(fā)表在《自然》雜志上的一份預先在線出版物中描述的實驗中，Yttri 和 Dudman 使用一種稱為光遺傳學的技術在以特定速度運動時激活基底神經節(jié)中的神經元。通過將激光照射到延伸到動物體內的細光纖中，在大腦中，研究人員可以選擇性地刺激氣體或制動神經元，以了解每個組如何影響未來的運動。

Yttri 訓練小鼠用前爪移動小操縱桿以獲得甜飲料。操縱桿經過精心設計，老鼠必須做出選擇才能滿足口渴。嚙齒動物必須足夠快地推動操縱桿才能喝到水，但如果推動得太快，就會浪費能量，并最終限制其消耗的水總量。每天，人們都會做出類似的決定，盡管是隱含的，關于他們必須以多快的速度行動——決定午休時以多快的速度步行到附近的餐館。然而，在帕金森病患者中(正如達德曼及其同事之前展示的帕金森病小鼠)，所有運動都會減慢。

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