我們的身體運(yùn)動(dòng)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(rèn)為大腦的初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層在調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)過程中的感官體驗(yàn)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。然而，藤田保健大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究對(duì)這一觀點(diǎn)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(jí)運(yùn)動(dòng)皮層以外的區(qū)域在運(yùn)動(dòng)過程中顯著影響初級(jí)感覺皮層。
大腦被廣泛認(rèn)為是人體最復(fù)雜的器官。一個(gè)多世紀(jì)以來，它處理感覺信息的復(fù)雜機(jī)制以及這些信息如何影響運(yùn)動(dòng)控制以及受運(yùn)動(dòng)控制影響，一直吸引著神經(jīng)科學(xué)家。如今，借助先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室工具和技術(shù)，研究人員可以使用動(dòng)物模型來解決這個(gè)難題，特別是在小鼠大腦中。
20 世紀(jì)，麻醉小鼠實(shí)驗(yàn)證明，感覺輸入主要定義初級(jí)感覺皮層中的神經(jīng)元活動(dòng)，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(yùn)動(dòng)和稱為“拂動(dòng)”的胡須運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上調(diào)節(jié)了初級(jí)感覺皮層的感覺反應(yīng)活動(dòng)。換句話說，神經(jīng)元水平的感覺似乎基本上受到身體運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)，盡管相應(yīng)的神經(jīng)元回路和潛在機(jī)制尚未完全了解。
為了解決這一知識(shí)差距，來自日本的一個(gè)研究小組研究了初級(jí)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(xué)雜志》上上，由藤田保健大學(xué) (FHU) 的 Takayuki Yamashita 教授和隸屬于 FHU 和名古屋大學(xué)的 Masahiro Kawatani 博士及其團(tuán)隊(duì)進(jìn)行。
S1 區(qū)域通過軸突接收來自其他幾個(gè)區(qū)域的輸入，包括次級(jí)體感皮層 (S2)、初級(jí)運(yùn)動(dòng)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(dòng)，研究人員轉(zhuǎn)向涉及 eOPN3 的光遺傳學(xué)(一種通過光控制特定神經(jīng)元群活動(dòng)的技術(shù))，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(yīng)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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