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吃饭时,有人吃得优雅,慢条斯理,干净利索;有人吃得狼狈,满桌是油,面条甩到脸上。
更神奇的是,既使我们不看自己的手,也能精准的把食物送到嘴里;边看手机边吃饭,也不会把面条喂到鼻子里。
这些动作是怎么配合得天衣无缝的?这种手-口协同的本能背后是怎样的神经机制?
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2026年3月26日,冷泉港实验室/杜克大学黄佐实(Z. Josh Huang)、安旭(Xu An)团队及华盛顿大学圣路易斯分校Adam Kepecs团队在《Neuron》上发表的研究《A cortical circuit for orchestrating oromanual food manipulation 》,第一次把这个指挥系统揭示出来:
研究发现,小鼠大脑中RFO皮质区域通过锥体细胞束(PTFezf2)和端脑内(ITPlxnD1)两类神经元的分工与协作,前者负责执行精细动作,后者统筹协调进食相关的身体姿势、前肢和口腔动作,实现食物操控时手 - 口协同。正是它们分工合作,让你能优雅地吃完一碗面。
黄佐实(Z. Josh Huang)教授,曾是冷泉港实验室的神经科学领军人物,长期致力于大脑皮质回路发育与功能的研究,在神经科学领域享有极高声誉。他的团队此前在皮质环路发育、突触形成等方面做出过一系列开创性工作。而Adam Kepecs教授则是决策神经科学领域的权威,专注于行为与神经回路的关系研究。
两位大牛的强强联合,让这项研究从一开始就备受期待。下面让我们一起看一下这项研究的精妙设计吧!
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发现关键皮质区域RFO
通过光遗传学筛选,研究者在小鼠大脑中识别出RFO区域。
激活该区域的 PTFezf2 神经元,会引发对侧前肢向身体中线靠拢、手掌翻转等动作,同时伴随张嘴、吐舌;激活 ITPlxnD1 神经元,则会诱导双侧前肢 - 口腔协同动作,类似进食行为。
也就是说,RFO 是专门调控进食相关手-口配合的指挥区。
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没有RFO,小鼠还能吃饭吗?
小鼠餐厅是研究中为观察小鼠自然进食行为设计的自动化实验装置,简单来说,这个装置就像为小鼠打造的专属餐厅,能让研究者在接近自然的环境中,精准拆解进食这一复杂行为的各个环节,进而对应分析大脑RFO脑区的功能。
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在小鼠餐厅实验中,正常小鼠吃饭的步骤是拾取,坐姿调整,手口操控,咀嚼。通过化学抑制阻断 RFO 活动后,小鼠虽能找到食物,但难以用手辅助定位食物,坐姿异常,频繁掉落食物,进食时间显著延长。因此,RFO 对进食时的姿势和手口协同至关重要。
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两类神经元分工明确
接下来,作者利用光纤光度法发现,RFO 的 PTFezf2 和 ITPlxnD1 神经元活动与进食动作高度相关。
光遗传学抑制实验显示,ITPlxnD1 神经元负责统筹进食程序,调控身体各部位协同;PTFezf2 神经元负责执行精细动作,如舌头抓取、手部调整。
因此,PTFezf2神经元负责总指挥,ITPlxnD1 神经元负责精细动作,两者协同配合进食行为。
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RFO 构建跨区域协同网络
最后,通过顺行追踪和逆行单突触狂犬病追踪,作者发现 ITPlxnD1 神经元双向投射到皮质、纹状体等区域,形成广泛网络;PTFezf2 神经元则投射到脑干、脊髓等控制运动的亚皮质区域。
也就是说,RFO 通过这一网络整合感觉和运动信息,实现手-口-躯干的完美配合。
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全文总结
该研究结合多种精准神经调控和追踪技术,发现了大脑中负责进食时手 - 口协同的关键皮质区域 RFO,阐明了其内部两类神经元的分工机制及跨区域连接网络:
看到食物→RFO被激活→ITPlxnD1神经元统筹全身(坐姿、前肢、口腔)→PTFezf2神经元执行精细动作(抓取、翻转、送入口中)→优雅吃饭。
该研究揭示了复杂进食行为的神经回路基础,为理解哺乳动物运动协同的大脑调控提供了重要参考。
小编寄语:
进食是哺乳动物最基础的生存行为之一。但手-口协同这个看似简单的动作,背后的神经机制却一直是个谜。我们知道大脑控制运动,但手和嘴是两个完全不同的身体部位,它们怎么配合得如此默契?
杜克大学和华盛顿大学团队的这项研究,给出了答案。他们找到了RFO皮质区域的两类分工明确的神经元:ITPlxnD1负责统筹全局,协调坐姿、前肢、口腔,让整个身体进入进食模式;PTFezf2负责执行行动,完成抓取、翻转、送入口中等精细动作。
就是它们替你完成了那些你从不需要思考的动作,让你能优雅的享受一餐饭。
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https://doi.org/10.1016/j.neuron.2026.02.010
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