由Cedars-Sinai研究人員領導的一項新研究發(fā)現，大腦中有一個控制伸手和抓握能力的標記物，這是一種基本的精細運動技能，在運動或神經損傷(如中風)中經常受損。

發(fā)表在eNeuro雜志上的研究結果提供了對運動技能學習的神經機制的見解，這些機制可以幫助中風后運動障礙的患者進行更有效的腦刺激療法。

“中風患者的主要抱怨之一是他們無法完成抓取動作，”Cedars-Sinai神經病學和生物醫(yī)學科學中心助理教授Tanuj Gulati博士說。

“許多患者可能能夠通過一些恢復達到他們想要的目標，但他們無法準確地掌握它。因此，我們希望了解大腦如何產生運動并學習新的靈巧/精細運動技能，以便我們可以潛在地開發(fā)新的治療策略來修復這些殘疾。

為了更好地了解運動學習過程中大腦的變化，研究人員在練習熟練的伸展任務時觀察了大鼠運動皮層和小腦的大腦生理活動。

運動皮層是所有運動的主要驅動力，通過招募神經系統(tǒng)中的各種目標來控制手臂運動。運動皮層的一個基本投影是小腦，小腦是大腦中擁有整個身體一半以上神經元的部分。

然而，運動皮層和小腦之間的活動作為精細運動技能的學習方式尚未得到廣泛理解。

使用健康的大鼠，研究人員長期記錄了運動皮層和小腦皮層，因為動物被訓練了五天，以執(zhí)行精細的運動任務，在那里它們伸手去拿放置在離它們一定距離的糖丸。老鼠必須伸手抓住顆粒并取回它才能成功完成試驗。

然后，研究小組比較了訓練早期和后期的神經活動，看看隨著嚙齒動物熟練完成這項任務，大腦發(fā)生了什么變化。

研究人員發(fā)現，隨著大鼠熟練完成這項任務，他們在記錄的兩個區(qū)域發(fā)展了同步的低頻振蕩活動，這些區(qū)域隨著技能的鞏固而出現在運動皮層和小腦網絡中。這項活動還協調了這兩個區(qū)域的神經尖峰，以成功地執(zhí)行伸手到掌握的任務。

有趣的是，研究小組沒有觀察到在五天內沒有獲得該任務專業(yè)知識的大鼠中出現低頻振蕩活動。

“我們能夠證明這項活動是技能學習的標志，”古拉蒂說。“了解健康大腦中的這些機制是檢查中風后大腦中類似活動是否減弱的重要前提，并且可以在恢復過程中作為生物標志物。然后，這種活動可以成為電刺激方法的目標，以促進中風后的運動恢復。

Gulati現在正在努力在中風大鼠中重復這項工作，看看運動皮層和小腦中的這種協調的低頻活動在中風后是否會在動物中變得弱，并且隨著大鼠恢復其伸展和抓取能力而重新激增。

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