脑机启侦 | 研究关于大脑如何控制自然行为的经典观点（01.15）

一项发表在《科学》（Science）杂志上的研究揭示了大脑控制自然动作的新机制。这些发现挑战了关于运动系统工作原理的一些传统观点，并为神经康复和机器人领域带来了新的应用可能性。

研究介绍

以往的研究通常依赖于固定不动的脑部记录，观察动物在学习和重复特定动作时的神经活动。然而，这种研究方法限制了对自然环境中自发行为的理解。在这项新研究中，研究人员使用了先进的遥测设备，记录了自由活动的猴子在进行诸如行走、攀爬或打哈欠等自发行为时，其大脑运动区域数百个神经元的活动。

“我们的大脑一直在运动，”研究项目的负责人卢卡·博尼尼（Luca Bonini）解释道，“这一新方法改变了传统观念，即认为特定的大脑区域甚至单个神经细胞控制着特定的动作，如咬合、饮水或抓取。”

研究方法

根据他们的研究结果，就像钢琴上的个别键可以组成许多不同的旋律一样，大脑运动区的神经元创造了复杂的协同作用，使我们能够组织各种自发动作。其中一些动作以前在实验室中是无法研究的。

通过与比萨圣安娜高等学校的生物工程师合作，研究人员解码了这种复杂的神经活动，并仅基于神经元生成的信号预测了动物即将执行的自发动作。

“我们的结果显示，在自发行为期间记录的神经活动比在经典实验室环境中获得的信息更加丰富。”研究员阿尔贝托·马佐尼（Alberto Mazzoni）指出，“这些信息使我们能够理解大脑如何根据不同的情境控制自主动作的产生。”

研究意义

由于猴子与人类在神经和行为方面的高度相似性，这项研究的结果可能具有重要的临床应用价值。

“通过这项跨学科的合作取得的结果，为神经技术和神经康复开辟了新的重要转化前景。”西尔维斯特罗·米塞拉（Silvestro Micera）补充道。

此外，该研究还强调了非人灵长类动物在神经科学研究中的不可替代性。“我们的方法不仅改善了实验过程中动物的生活质量，还提高了神经科学研究结果的有效性，”弗朗切斯卡·兰扎里尼（Francesca Lanzarini）、莫妮卡·马拉内西（Monica Maranesi）、埃琳娜·希拉里·兰东尼（Elena Hilary Rondoni）和达维德·阿尔贝蒂尼（Davide Albertini）总结道，“希望这种方法能推动从经典神经生理学到神经行为学的转变，进一步提升神经科学研究的质量。”

新闻来源：Science