無論人還是動物,在日常生活中都要經(jīng)常做曲線運(yùn)動,比如開車拐彎,在足球賽中迂回包抄,中國研究人員21日報告說,借助獼猴試驗,他們發(fā)現(xiàn)了大腦感覺皮層中存在一類神經(jīng)細(xì)胞,可能負(fù)責(zé)感知“曲線自身運(yùn)動”。

這項研究由中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院神經(jīng)科學(xué)研究所的顧勇研究組完成,其論文在線發(fā)表在新一期美國《細(xì)胞報告》雜志上。顧勇告訴新華社記者,個體在環(huán)境中的運(yùn)動,有簡單的直線運(yùn)動,也有繞著身體中軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,但更多的是兩者的結(jié)合,即“曲線自身運(yùn)動”。我們的內(nèi)耳前庭系統(tǒng)中存在兩個獨(dú)立的探測器,其中耳石器負(fù)責(zé)探測直線運(yùn)動,半規(guī)管負(fù)責(zé)探測旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,但大腦是如何感知曲線運(yùn)動的,此前一直是個謎。

為此,顧勇研究組讓獼猴坐在一個運(yùn)動平臺上,然后通過植入獼猴大腦皮層的金屬電極記錄它們在直線運(yùn)動、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動與曲線運(yùn)動這3種不同運(yùn)動模式下的大腦神經(jīng)細(xì)胞電脈沖活動。結(jié)果顯示,獼猴大腦背側(cè)內(nèi)上顳區(qū)、腹側(cè)內(nèi)頂區(qū)和外側(cè)裂后部視覺區(qū)中約三分之一的神經(jīng)細(xì)胞,同時接收來自內(nèi)耳前庭系統(tǒng)發(fā)出的直線運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動信號,但這些細(xì)胞的電活動在曲線運(yùn)動時的發(fā)放zui強(qiáng)烈,表明它們很可能負(fù)責(zé)感知曲線運(yùn)動這一物理特性。

結(jié)果還顯示,這些“曲線運(yùn)動感知”神經(jīng)細(xì)胞在上述3個大腦感覺皮層區(qū)域中的物理化學(xué)性質(zhì)相似,表明“曲線運(yùn)動感知”神經(jīng)細(xì)胞在大腦中是廣泛分布的。

研究人員表示,由于獼猴大腦與人腦較為接近,這些神經(jīng)機(jī)制可以直接推廣到人腦。有趣的是先前其他科學(xué)家在人身上觀察到的對曲線運(yùn)動感知的行為,正好可以由顧勇研究組在獼猴大腦中獲得的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)來解釋。因此,這些數(shù)據(jù)為進(jìn)一步了解人腦的工作機(jī)理提供了有用的幫助。

顧勇說:“我們的發(fā)現(xiàn)表明在大腦感覺皮層存在一群神經(jīng)細(xì)胞,可以直接感知曲線運(yùn)動,而不需要到更的聯(lián)合皮層去匯聚直線和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的信息來計算曲線運(yùn)動,大腦采取這種工作方式的確切原因目前還不得而知,但我們猜想的一種可能是為了減少聯(lián)合皮層的工作量,讓聯(lián)合皮層去做更重要的工作,比如基于價值的決策等更為復(fù)雜的認(rèn)知行為。”