当猎狗嗅到鹿的气味时,有时会僵住。当场僵住。同样的情况也会发生在需要集中精力完成一项具有挑战性任务的人身上。
现在,研究人员有了新的发现,增加了我们对突然停止运动时大脑中会发生什么的了解。他们的研究发表在《自然-神经科学》(Nature Neuroscience)杂志上。
"我们在中脑发现了一组神经细胞,当它们受到刺激时,所有运动都会停止。不仅仅是走路,所有形式的运动活动都会停止。它们甚至能让小鼠停止呼吸或呼吸更慢,心率减慢,"该研究的共同作者奥勒-基恩教授解释说。
"停止运动的方法有很多种。这些神经细胞的特别之处在于,它们一旦被激活,就会导致运动暂停或冻结。就像电影暂停一样。演员的动作会突然当场停止。
当研究人员结束激活神经细胞时,小鼠会在停止的地方重新开始运动。就像再次按下 "播放 "键一样。
"这种'暂停-播放模式'非常独特,与我们以前见过的任何东西都不一样。它与我们或其他研究人员研究过的其他运动形式或运动停顿并不相似。在那里,运动并不一定从停止的地方开始,而是可能以一种新的模式重新开始,"该研究的第一作者海泽亚-戈尼-埃罗(Haizea Goñi-Erro)博士说。
受到研究人员刺激的神经细胞位于中脑一个名为 "足底核"(PPN)的区域,它们与其他神经细胞的不同之处在于表达一种名为 Chx10 的特殊分子标记。PPN是包括人类在内的所有脊椎动物的共同区域。因此,尽管这项研究是在小鼠身上进行的,但研究人员预计这一现象也适用于人类。
与恐惧无关
有些人可能会认为,神经细胞是被恐惧激活的。大多数人都熟悉极度恐惧导致的 "冻结 "现象。但事实并非如此。
"我们将这种运动停滞与恐惧导致的运动停滞或冻结进行了比较,两者并不相同。我们非常确定,这里观察到的运动停止与恐惧无关。相反,我们认为这与注意力或警觉性有关,在某些情况下会出现这种情况,"该研究的共同作者、助理教授罗伯托-莱拉斯(Roberto Leiras)说。
研究人员认为这是注意力集中的表现。不过,他们强调,这项研究还没有揭示出事实是否如此。这需要更多的研究来证明。
可能有助于理解帕金森症状
这项新研究可能有助于我们了解帕金森病的一些发病机制。
"运动停滞或运动缓慢是帕金森病的主要症状之一。我们推测,在帕金森病中,PPN 中的这些特殊神经细胞被过度激活。这将抑制运动。因此,这项研究主要关注神经系统控制运动的基本机制,最终可能会帮助我们了解帕金森病某些运动症状的原因,"Ole Kiehn 总结道。
除其他外,研究人员还利用光遗传学来刺激脑干的神经细胞。
简而言之,光遗传学是一种生物技术,它通过对特定脑细胞进行基因改造,使其对光更加敏感。这意味着,这些细胞可以被闪光激活。
在这项研究中,研究人员能够刺激小鼠的特定神经细胞群,从而确定这些细胞的运动功能。
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