运动神经元才是“导演”！北大团队揭开大脑毫秒级行为调控秘诀

人能流利对话、流畅完成各类动作，这些日常行为离不开大脑在毫秒尺度上的精密调控。近日，北京大学联合首都医科大学在国际期刊《自然-神经科学》发表的最新研究，把大脑精准调控行为的秘诀找到了：此前被学界视为大脑运动指令“搬运工”的运动神经元，其实是编排行为顺序的“导演”。

北京大学联合首都医科大学在国际期刊《自然-神经科学》发表最新研究，揭开大脑毫秒级行为调控秘诀。（学校供图）

“我们以果蝇的进食吮吸行为为切入点，揭开了大脑毫秒级运动序列编排的机制，颠覆了大脑运动控制的传统认知。”北大生命科学学院研究员罗冬根介绍，果蝇是神经科学研究的经典模式生物。此次研究中，团队将目光聚焦于果蝇每秒约7次的吮吸进食行为——这个维系生存的本能动作，每一次肌肉收缩的间隔都精准到毫秒级别，是解析精细运动机制的好样本。

为了捕捉这一极快过程的神经动态，团队自主搭建了一套记录系统，在果蝇自然进食的状态下，精准捕捉到其大脑运动神经元的毫秒级放电信号。“此前，运动神经元一直被视作大脑运动指令的‘最终共同通路’，如同一个搬运工负责把上游中枢神经元编码好的时序指令，传递给肌肉，本身并不参与动作序列的编排。”罗冬根说，这次研究给出了不同的答案：果蝇吮吸行为的精准放电序列，其实是由运动神经元通过一种名为“前馈去抑制级联”的机制主动编排而成。

简单来说，领头的运动神经元被激活后，一边驱动对应的肌肉收缩，一边向大脑发送抑制信号，“松开”下一个运动神经元的刹车。这个过程像一串毫秒间依次触发的“神经多米诺骨牌”，信号沿着一个个运动神经元依次传递，最终完成有序而精准的吮吸动作。

有意思的是，无论食物的稀稠程度如何变化，果蝇吮吸的速度是快是慢，运动神经元都能自主生成稳定的放电序列，动作的次序和时间间隔始终保持高度一致。

罗冬根说，基于这项研究成果，团队正在逐步搭建起覆盖全时间尺度的大脑“内在时钟”解析框架。该研究不仅揭示了毫秒级定时的新机制，更新了运动控制的基础认知，也为运动紊乱及节律相关疾病的干预提供了新思路。

来源：北京日报客户端

记者：何蕊