本周预印本【运动主题】20260508

▶ 本周预印本

01. 前运动皮层组词组合编码

02. 运动皮层动作地图空间有序

03. 前运动调控M1

04. 微重力运动控制

05. vM1 对气动刺激快速鲁棒响应

06. 感觉运动预测可预测

07. 牵张反射学习可预测

08. 虚拟轨迹控制平滑度

09. 运动前 MEP 抑制受 RT

10. 眼手协调记忆快速学习

本周预印本

01

bioRxiv · 2026-04-30

Premotor cortex uses a compositional neural geometry to plan words

前运动皮层组词组合编码

Abramovich Krasa, Kunz, Kamdar, Avansino, Hahn, Singh, Card, Wairagkar, Iacobacci, Hochberg, Brandman, Stavisky, Hender…

背景：言语需要精确排序单词和音位，但大脑如何在发声前灵活准备甚至从未说过的单词组合？

方法：两名义肢临床试验参与者中记录前运动皮层颅内活动。参与者尝试说出因子化平衡的音位序列。

结果：准备期不仅编码下一音位，还编码覆盖整个单词的多个未来音位。单词级计划由音位表征组合式组合而成，多单词表达时活动大致限于第一单词——发音规划按更高特征层级分段。

价值：直接揭示了言语运动规划的组合神经几何和层级分段，对序列运动组织和神经假体设计有重大价值。

02

bioRxiv · 2026-05-05

Neural coding of arm and hand actions is spatially organized in motor cortex

运动皮层动作地图空间有序

Chehade, Gharbawie

背景：M1 包含向脊髓手臂和手部肌肉投射的不同区域，但手动行为的编码如何在空间和时间维度映射到这些区域？

方法：两只猕猴执行 reach-to-grasp 任务，线性电极阵列记录 M1 中 1573 个单神经元，结合 ICMS 运动图谱进行空间注册。

结果：手臂区和手部区的时间解析活动与对应肌肉活动呈时间滞后版本的高度相似。手臂区 reaching 选择性更强，手部区 manipulation 选择性更强，且区分是梯度式而非类别式。手部区任务条件解码更准确。

价值：精细描绘了 M1 手臂-手部表征的功能空间组织，对理解伸手-抓取的运动编码和神经义肢有直接贡献。

03

bioRxiv · 2026-05-01

Dorsal and ventral premotor cortices differentially influence contralateral motor cortex excitability

前运动调控M1

（见原文）

背景：背侧（PMd）和腹侧（PMv）前运动皮层都能通过半球间通路调节对侧 M1 兴奋性，但调节模式是否不同？

方法：TMS 双脉冲范式，分别以 PMd 和 PMv 为条件刺激调制 M1 的运动诱发电位（MEP），比较两前运动区的跨半球影响。

结果：PMd 和 PMv 对对侧 M1 兴奋性产生不同程度和时间进程的调制，支持两者在运动准备和执行中功能分离。

价值：精细描绘了前运动皮层内部的半球间功能组织，对理解运动准备和选择机制有价值。

04

bioRxiv · 2026-05-06

Evidence that humans underestimate body mass in microgravity: kinematic signatures in reaching movements during spaceflight

微重力运动控制

Zhang, Tian, Wang, Jiang, Wang, Yu, Zhao, Wei

背景：宇航员在微重力下持续运动更慢，是保守控制策略（安全/姿态稳定）还是低估自身体重？两种假说长期争论。

方法：中国空间站上 12 名宇航员执行手部 reaching 任务，使用基于模型的运动控制参数分析，区分前馈力生成和反馈校正。

结果：微重力下初始前馈力生成减少，随后补偿性反馈校正增加，运动时程延长。结果支持体重低估假说，与策略性减慢假说不一致。

价值：为微重力下运动减慢的机制提供了定量运动学证据，对理解重力在感觉运动控制和运动适应中的作用有意义。

05

bioRxiv · 2026-05-01

Behavioural Context Shapes Sensory Responses in Vibrissal Motor Cortex

vM1 对气动刺激快速鲁棒响应

Freitag, De Vries, Harder, Larkum, Sachdev

背景：运动皮层是做普遍的感觉-运动编码，还是上下文依赖的动作选择？

方法：训练小鼠执行多种触须感觉运动任务，记录 vM1 各层快速发放和规则发放神经元的反应，比较气动刺激和 whisking-to-touch 行为下的活动。

结果：vM1 对气动刺激快速鲁棒响应（15 ms），但在目标导向 whisking-to-touch 中仅有弱调制。M1 活动更紧密关联于特定行为反应的选择而非通用感觉-运动编码。期望和非期望刺激激活部分不同的神经元集合。

价值：提供了运动皮层上下文依赖动作选择的直接证据，对理解 M1 的功能组织内涵有重要启示。

06

bioRxiv · 2026-05-01

Tuned inhibitory control of neuronal firing thresholds explains predictive sensorimotor behavior

感觉运动预测可预测

Ahn, Kim, Park, Woo, Sohn, Lee

背景：先验期望在感觉信息不确定时如何指导感觉运动行为，其细胞机制是什么？

方法：RNN 建模 + 猕猴平滑追踪行为 + MT 区电生理。模型预测在体检验。

结果：RNN 揭示先验通过选择性提升偏离预期方向神经元的发放阈值来实施，抑制力精调群体调谐、降低弱感觉信息下的行为变异。MT 区 delta 波段局部场电位的方向特异性相位偏移验证了这一预测。

价值：提供了先验期望在感觉运动行为中如何通过调谐抑制实现的具体机制，是计算-实验结合的范例。

07

bioRxiv · 2026-05-04

Rapid experience-dependent tuning of spinal and transcortical stretch reflexes supports goal-directed movement

牵张反射学习可预测

Akter, Rohlen, Petersson, Dimitriou

背景：脊髓短潜伏期牵张反射（SLR）被视为自动且抵抗快速可塑性——这个经典假设是否绝对？

方法：高密度表面 EMG（64 通道）在 instructed-delay reaching 任务中记录胸大肌和后三角肌，用快速扰动探测反射增益变化。

结果：SLR 增益经验和准备时间依赖性对数下降，下降幅度预测 reaching 表现的改善。早期跨皮层反应表现出可比的调谐。该效应在有/无预加载肌肉时均出现。

价值：挑战了脊髓反射抵抗快速可塑性的经典二分法，对感觉运动控制和运动学习的时间尺度很重要。

08

bioRxiv · 2026-05-05

Decoupling smoothness, accuracy, and kinematic invariance in biological reach: an ablation study of an equilibrium-point controller in a 34-muscle arm model

虚拟轨迹控制平滑度

Kobayashi

背景：工程控制器常违反人类 reaching 的运动学不变量（钟形速度曲线、近直线路径、峰值速度时间占 40-50% 运动时程），各控制层对诸不变量的贡献未知。

方法：在 34 肌肉手臂模型中实现基于 lambda 平衡点假说、最小加加速度虚拟轨迹和脊髓反射的控制器，进行因子消融（N=20）。

结果：虚拟轨迹控制平滑度，视觉运动反馈控制准确度，牵张反射控制峰值速度时间——只有含牵张反射的变体能将速度峰值比例推入人类范围（0.40-0.50）。此外，在线小脑校正未改善表现。

价值：系统分离了不同生物控制层对 reaching 运动学不变量的贡献，为生物运动控制提供了可验证的计算基准。

09

bioRxiv · 2026-04-30

Premovement suppression of corticospinal excitability is modulated by reaction time task requirements

运动前 MEP 抑制受 RT

Carlsen, Santangelo, Sadler, Maslovat

背景：运动前 MEP 振幅下降的原因是什么——准备相关抑制防止过早释放，还是提高信噪比以促进快速启动？

方法：TMS 在简单 RT、选择 RT 和 go/no-go 任务的不同时间点测量 MEP 振幅变化。

结果：运动前 MEP 抑制受 RT 任务需求调节，在简单 RT 和 go/no-go 任务中抑制最大。模式支持抑制与准备/抑制需求的关联。

价值：为运动前皮层脊髓抑制的功能角色提供了解离证据，有助于理解反应准备、抑制和启动的神经机制。

10

bioRxiv · 2026-05-04

Eye-hand coordination beyond vision: preceding gaze history shapes reaching memories

眼手协调记忆快速学习

Abekawa, Gomi

背景：自然 reaching 通常有前眼动，但眼动历史是否影响 reaching 记忆编码？此功能长期被忽视。

方法：设计两个冲突的 visuomotor map，分别关联不同即时前眼动，测试分开学习和泛化能力。

结果：两个冲突的 visuomotor map 可分别关联不同前眼动学习——正常情况下会因干扰而无法并存。泛化模式可通过基于时间加权的凝视状态距离解释，表明 reaching 记忆与前凝视历史紧密编码。

价值：将眼-手协调的功能从视觉引导扩展到运动记忆的灵活组织，对感觉运动整合和运动学习机制有启发。

BQ

审核：PsyBrain 脑心前沿编辑部

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