小腦是大腦的一個區(qū)域，它幫助我們改善動作并學(xué)習(xí)新的運動技能。當(dāng)小腦受損時，患者和小鼠模型會出現(xiàn)多種異常運動。他們可能會出現(xiàn)不協(xié)調(diào)和不平衡的運動，稱為共濟(jì)失調(diào)。由于肌肉相互對抗，他們的身體部位可能會出現(xiàn)異常定位或不受控制的運動，稱為肌張力障礙。或者他們可能會出現(xiàn)破壞性的顫抖運動，稱為震顫。了解單個大腦區(qū)域的變化如何導(dǎo)致如此多樣化的運動缺陷一直是該領(lǐng)域的一個長期問題。
貝勒醫(yī)學(xué)院教授、趙氏家族捐贈主席、德克薩斯兒童醫(yī)院簡和丹·鄧肯神經(jīng)研究所 (Duncan NRI) 首席研究員 Roy V. Sillitoe 博士實驗室的最新研究發(fā)現(xiàn)，小腦神經(jīng)元與其他大腦區(qū)域的溝通方式在不同的運動障礙中有所不同。研究小組發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致不同異常運動的獨特小腦活動模式。這項研究為運動障礙的新治療方法提供了基礎(chǔ)框架。
該項研究發(fā)表在eLife上。
“腦細(xì)胞通過神經(jīng)信號相互交流，”共同第一作者兼共同通訊作者 Meike van der Heijden 博士說。“這些信號以特定模式出現(xiàn)，代表特定行為的代碼。研究小腦產(chǎn)生的代碼可以讓我們了解動物的運動。
“我們想知道，通過比較健康小鼠和患有共濟(jì)失調(diào)、肌張力障礙和震顫的小鼠的小腦神經(jīng)活動模式，我們是否能破解不同運動障礙的密碼。為了解決這個問題，我們建立了一個計算模型，并揭示了健康動物和具有疾病特異性行為的動物的小腦神經(jīng)元放電方式不同。此外，每種疾病小鼠模型中的小腦神經(jīng)元都顯示出獨特的神經(jīng)密碼。”
“我們利用其他疾病模型進(jìn)行了進(jìn)一步研究，以測試不同的遺傳或藥物誘發(fā)的異常運動是否會影響疾病代碼。重要的是，我們發(fā)現(xiàn)，無論疾病來源如何，患有類似運動障礙的小鼠的神經(jīng)信號異常特征都是相同的。然而，不同條件下的小鼠的活動模式是不同的，”該論文的共同第一作者、西利托實驗室的博士后研究員 Amanda Brown 博士說。“這給了我們第一個提示，這些獨特的神經(jīng)代碼可能不僅與不同的異常運動相關(guān)，而且可能是導(dǎo)致這些運動的原因。”
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