根據(jù)eLife今天發(fā)表的一項研究，研究人員提供了有關運動和學習行為背后的神經(jīng)過程的新見解。

大鼠的發(fā)現(xiàn)揭示了負責處理信息的大腦皮層如何影響基底神經(jīng)節(jié)，基底神經(jīng)節(jié)控制運動行為和強化學習。這可以為更好地理解運動和學習行為障礙中為什么會出現(xiàn)某些癥狀的方式鋪平道路。

大型的神經(jīng)元網(wǎng)絡組成了動物和人類的大腦。當特定區(qū)域的神經(jīng)元出現(xiàn)問題時，這可能會影響我們的運動并導致諸如帕金森氏病等疾病，從而影響基底神經(jīng)節(jié)的正常功能。

日本同志社大學腦科學研究生院神經(jīng)回路實驗室副教授Fuyuki Karube解釋說：“基底神經(jīng)節(jié)中有四個區(qū)域：紋狀體，蒼白球，丘腦下核和黑質。”“盡管我們已經(jīng)了解了這些區(qū)域之間的神經(jīng)回路，但我們?nèi)匀徊恢罏槭裁磁两鹕喜『湍承┯绊戇\動的疾病會出現(xiàn)某些癥狀。”

蒼白球由至少兩種類型的神經(jīng)元組成，其中一種主要與紋狀體互連，另一種與丘腦下核互連。兩種類型的神經(jīng)元都接收來自紋狀體和丘腦底核的輸入。在這項研究中，Karube及其團隊著手了解如何控制這些神經(jīng)元的活動。

他們看著大鼠大腦皮層運動相關區(qū)域的神經(jīng)元，看到了軸突-神經(jīng)元的線狀部分，將沖動從細胞體轉移到其他細胞。他們發(fā)現(xiàn)初級和次級運動區(qū)在蒼白球之間建立了功能性突觸連接，該區(qū)域以前不被稱為基底神經(jīng)節(jié)的輸入部位。

同志社大學腦科學研究生院神經(jīng)回路實驗室首席研究員富野野藤山說：“我們在蒼白球的皮質輸入中發(fā)現(xiàn)了顯著的密度。”“激活皮層軸突會激發(fā)該區(qū)域的部分神經(jīng)元，但不是全部。例如，我們看到，向紋狀體發(fā)送輸出的神經(jīng)元比向丘腦下核發(fā)送輸出的神經(jīng)元更頻繁地接受皮質輸入。”

這些發(fā)現(xiàn)表明，大腦皮層可以以取決于神經(jīng)元類型的方式直接控制蒼白球神經(jīng)元的活動。Karube補充說：“許多研究人員以前已經(jīng)揭示了皮層投射對丘腦下核的重要性，這被稱為超直接途徑，在帕金森氏病中。”“我們建議，在我們的研究中發(fā)現(xiàn)，從皮質到蒼白球的輸入被忽略了，可以與這種途徑相提并論。

“現(xiàn)在需要進一步的工作，以觀察在大型生物如靈長類動物和人類中是否存在類似的皮質-蒼白球投射。這可以增進我們對運動行為背后的神經(jīng)過程以及在某些疾病中如何受到影響的理解。”