科学家揭示了学习和运动行为背后的神经过程

2020-04-24网络整理 编辑:国人体育

根据eLife今天发表的一项研究,研究人员提供了有关运动学习行为背后的神经过程的新见解。

大鼠的发现揭示了负责处理信息的大脑皮层如何影响基底神经节,基底神经节控制运动行为和强化学习。这可以为更好地理解运动和学习行为障碍中为什么会出现某些症状的方式铺平道路。

大型的神经元网络组成了动物和人类的大脑。当特定区域的神经元出现问题时,这可能会影响我们的运动并导致诸如帕金森氏病等疾病,从而影响基底神经节的正常功能。

日本同志社大学脑科学研究生院神经回路实验室副教授Fuyuki Karube解释说:“基底神经节中有四个区域:纹状体,苍白球,丘脑下核和黑质。”“尽管我们已经了解了这些区域之间的神经回路,但我们仍然不知道为什么帕金森氏病和某些影响运动的疾病会出现某些症状。”

苍白球由至少两种类型的神经元组成,其中一种主要与纹状体互连,另一种与丘脑下核互连。两种类型的神经元都接收来自纹状体和丘脑底核的输入。在这项研究中,Karube及其团队着手了解如何控制这些神经元的活动。

他们看着大鼠大脑皮层运动相关区域的神经元,看到了轴突-神经元的线状部分,将冲动从细胞体转移到其他细胞。他们发现初级和次级运动区在苍白球之间建立了功能性突触连接,该区域以前不被称为基底神经节的输入部位。

同志社大学脑科学研究生院神经回路实验室首席研究员富野野藤山说:“我们在苍白球的皮质输入中发现了显着的密度。”“激活皮层轴突会激发该区域的部分神经元,但不是全部。例如,我们看到,向纹状体发送输出的神经元比向丘脑下核发送输出的神经元更频繁地接受皮质输入。”

这些发现表明,,大脑皮层可以以取决于神经元类型的方式直接控制苍白球神经元的活动。Karube补充说:“许多研究人员以前已经揭示了皮层投射对丘脑下核的重要性,这被称为超直接途径,在帕金森氏病中。”“我们建议,在我们的研究中发现,从皮质到苍白球的输入被忽略了,可以与这种途径相提并论。

“现在需要进一步的工作,以观察在大型生物如灵长类动物和人类中是否存在类似的皮质-苍白球投射。这可以增进我们对运动行为背后的神经过程以及在某些疾病中如何受到影响的理解。”

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