LA JOLLA——(2021 年 10 月 14 日)在您閱讀本文時，您皮膚中的觸覺感受器正在感知您的環(huán)境。你的衣服和珠寶、你坐的椅子、你使用的電腦鍵盤或移動設備，甚至你的手指在無意間相互摩擦——每一次接觸都會激活神經細胞的集合。但是，除非刺激是特別出乎意料的或需要幫助您定向自己的運動，否則您的大腦會忽略其中的許多輸入。
現在，Salk 的研究人員發(fā)現了哺乳動物大腦小區(qū)域中的神經元如何幫助過濾分散注意力或破壞性的信號——特別是來自手的信號——以協(xié)調靈巧的運動。他們的研究結果于2021 年 10 月 14日發(fā)表在《科學》雜志上，可能對大腦如何過濾其他感官信息也有借鑒意義。
“這些發(fā)現不僅有助于更好地了解我們的神經系統(tǒng)如何與世界互動，還有助于教會我們如何制造更好的假肢和機器人，以及如何在疾病或受傷后更有效地修復神經回路，”說Eiman Azim，Salk 分子神經生物學實驗室助理教授和 William Scandling Developmental Chair。
科學家們早就知道，從投球到演奏樂器，需要雙手的輸入來協(xié)調靈巧的動作。在一項經典實驗中，指尖被麻醉、麻木的志愿者發(fā)現拿起和點燃火柴極其困難。
“有一種常見的誤解，認為大腦發(fā)出信號，而你只是執(zhí)行由此產生的運動，”阿齊姆說。“但實際上，大腦會不斷整合有關四肢和手指狀態(tài)的反饋信息，并相應調整其輸出。”
如果大腦對身體發(fā)出的每一個信號都做出反應，它很快就會不堪重負——就像一些感覺處理障礙一樣。Azim 和他的同事想要準確地確定健康的大腦如何設法挑選和選擇要考慮的觸覺信號，以協(xié)調操縱物體等靈巧動作。
他們在老鼠身上使用了一系列工具來研究腦干中稱為楔形核的小區(qū)域內的細胞，楔形核是手部信號進入大腦的第一個區(qū)域。雖然已知感覺信息會通過楔形核，但研究小組發(fā)現，該區(qū)域的一組神經元實際上控制著來自手的多少信息最終傳遞到大腦的其他部分。通過操縱這些電路以允許或多或少的觸覺反饋通過，Azim 的團隊可以影響老鼠如何執(zhí)行靈巧的任務——比如拉繩子或學習區(qū)分紋理——以獲得獎勵。
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