研究挑戰(zhàn)了大腦如何處理運動和感覺的傳統(tǒng)觀點

我們的身體運動深刻影響我們的大腦處理感官信息的方式。從歷史上看，人們認為大腦的初級運動皮層在調(diào)節(jié)運動過程中的感官體驗方面發(fā)揮著關鍵作用。然而，藤田保健大學研究人員領導的一項新研究對這一觀點提出了挑戰(zhàn)。

通過選擇性抑制小鼠大腦中的不同神經(jīng)通路，他們發(fā)現(xiàn)初級運動皮層以外的區(qū)域在運動過程中顯著影響初級感覺皮層。

大腦被廣泛認為是人體最復雜的器官。一個多世紀以來，它處理感覺信息的復雜機制以及這些信息如何影響運動控制以及受運動控制影響，一直吸引著神經(jīng)科學家。如今，借助先進的實驗室工具和技術，研究人員可以使用動物模型來解決這個難題，特別是在小鼠大腦中。

20 世紀，麻醉小鼠實驗證明，感覺輸入主要定義初級感覺皮層中的神經(jīng)元活動，即處理感覺信息(包括觸覺、視覺和聽覺)的大腦區(qū)域。

然而，在過去的幾十年里，涉及清醒小鼠的研究表明，自發(fā)行為，例如探索性運動和稱為“拂動”的胡須運動，實際上調(diào)節(jié)了初級感覺皮層的感覺反應活動。換句話說，神經(jīng)元水平的感覺似乎基本上受到身體運動的調(diào)節(jié)，盡管相應的神經(jīng)元回路和潛在機制尚未完全了解。

為了解決這一知識差距，來自日本的一個研究小組研究了初級體感桶狀皮層(S1)——小鼠大腦中處理胡須觸覺輸入的區(qū)域。他們的最新研究發(fā)表在《神經(jīng)科學雜志》上上，由藤田保健大學 (FHU) 的 Takayuki Yamashita 教授和隸屬于 FHU 和名古屋大學的 Masahiro Kawatani 博士及其團隊進行。

S1 區(qū)域通過軸突接收來自其他幾個區(qū)域的輸入，包括次級體感皮層 (S2)、初級運動皮層(M1) 和感覺丘腦 (TLM)。

為了研究這些區(qū)域如何調(diào)節(jié) S1 的活動，研究人員轉(zhuǎn)向涉及 eOPN3 的光遺傳學(一種通過光控制特定神經(jīng)元群活動的技術)，eOPN3 是一種最近發(fā)現(xiàn)的光敏蛋白，能夠有效抑制特定神經(jīng)通路以響應光。他們使用病毒作為載體，將編碼這種蛋白質(zhì)的基因引入小鼠的 M1、S2 和 TLM 區(qū)域。

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