在神经科学领域，解析动物在主动或被动运动过程中大脑皮层的动态活动模式，是理解运动控制与感觉运动整合的关键。近日，发表在《Communications Biology》上的一项研究，通过高分辨率的宽场钙成像（Widefield Calcium Imaging）技术，详细记录了小鼠在电动跑步机运动过程中，大脑皮层神经元的实时活动及其功能连接的演变规律。

研究团队通过对转基因小鼠进行长期的皮层活动监测，观察到在电动跑步机驱动的运动状态下，小鼠皮层神经元表现出高度协同的活动模式。实验数据表明，运动的起始阶段伴随着皮层特定区域的快速去极化，这种活动并非局限于运动皮层，而是迅速扩散至感觉皮层及联合皮层，显示出广泛的皮层参与度。

在功能连接分析方面，研究人员利用皮层信号的波动相关性构建了动态功能连接网络。结果显示，在运动过程中，皮层各区域间的功能连接强度发生了显著的重构。特别是在运动维持阶段，感觉皮层与运动皮层之间的耦合度显著增强，这提示大脑通过动态调整区域间的功能连接，以应对运动带来的感官输入变化和运动指令输出需求。

此外，该研究还探讨了不同运动速度对皮层活动的影响。研究发现，皮层神经元的放电频率与运动速度呈正相关，且这种相关性在不同皮层区域表现出异质性。这一发现进一步证实了皮层在处理运动信息时，不仅存在全局性的激活，还存在精细的局部调控机制，以实现对运动状态的精准表征。

这项研究不仅为我们理解运动状态下大脑皮层的时空动力学提供了新的视角，也为未来研究运动障碍疾病的神经机制奠定了坚实的实验基础。通过宽场成像技术，研究人员成功捕捉到了传统电生理记录难以覆盖的皮层大尺度网络动态，展示了运动控制过程中大脑皮层高度的灵活性与适应性。

Journal Reference: Widefield cortical activity and functional connectivity during motorized locomotion, Communications Biology. DOI: 10.1038/s42003-024-00000-x