启动和终止机体运动步骤的大脑回路

人扔一个球，在键盘上打字，和其他大多数机体活动，都涉及到整合在一起的众多的分散的系列的动作。最近研究人员发现了老鼠大脑的活动信号，这种信号可以启动和终止新学到的动作系列。研究人员训练老鼠准确压杠杆8次，然后获得糖和水的奖励。在老鼠学习这项任务时，研究人员监测这些动物的大脑基底神经节的脑细胞的活性，基底神经节是已知用以帮助启动和控制运动的大脑深部结构。记录了纹状体和黑质中在学习新动作压杠杆时的活动。在这些区域中某些神经元在第一次压杠杆前就显示了活动的变化，而其他神经元则在一系列动作的最后一次压杠杆后活动发生改变。他们还注意到，老鼠在学习这些动作时，这些活动信号能启动和终止每个系列的动作。研究人员也通过基因工程方法干扰信号启动和终止过程来评估老鼠的这些神经回路，并发现，那些基因的改变损害了依次压杠杆的学习过程。这项研究证明在学习新的依次性动作时，基底节回路产生激活作用，启动和终止系列动作每一个步骤的信号。这些结果可能对认识这些回路退行性疾病有重要的意义，例如：帕金森氏症和亨廷顿氏病。这些疾病中启动和终止自主性序列运动的功能受到损害。更广泛地说，研究结果涉及到进一步理解大脑是如何学习和控制系列动作行为的，也涉及到对如某些强制性动作疾病的认识。