Nature：运动由脊髓运动网络中的旋转神经动力学控制

吴宗涵

2022-10-13

运动背后部的神经回路主要包括几个不同的前脑区域：小脑和脑干。然而，运动的核心执行电路是位于脊髓的位置，这些脊髓运动电路通常会被称作中央模式发生器（CPG），能够自主生成肌肉的节奏协调性。当屈肌和伸肌在有节奏的运动（如行走）中交替活动时，一般来说，负责该调节过程的神经回路也会表现出交替活动。然而，尽管目前在表征脊髓中神经元和运动神经元的细胞特性上已经有较大进展，其内在的详细网络结构和相关的神经元整体动力学原理仍不清楚。

2022年10月12日，来自哥本哈根大学健康与医学院神经科学系的Rune W. Berg团队首次报道了腰椎脊髓神经元的整体表征记录。

文章要点：

1) 该研究表明神经元群在神经空间中会进行低维的“旋转”，而不是交替进行，其中神经活动在节律行为期间会保持循环并持续所有阶段；

2) 神经元群在神经空间中低维旋转的旋转半径与预期的肌力相关，通过扰动低维轨迹即可以改变运动行为；

3) 由于现有的脊椎运动控制模型无法充分解释该低维旋转，研究者提出了运动的神经生成理论，从而解释这一类型的相关问题，如速度调节、力控制和多功能性等。

参考资料：

Lindén, H., Petersen, P.C., Vestergaard, M. et al. Movement is governed by rotational neural dynamics in spinal motor networks. Nature (2022).

DOI: 10.1038/s41586-022-05293-w

https://doi.org/10.1038/s41586-022-05293-w