無論人還是動物,在日常生活中都要經常做曲線運動,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,他們發現了大腦感覺皮層中存在一類神經細胞,可能負責感知“曲線自身運動”。

這項研究由中國科學院上海生命科學研究院神經科學研究所的顧勇研究組完成,其論文在線發表在新一期美國《細胞報告》雜志上。顧勇告訴新華社記者,個體在環境中的運動,有簡單的直線運動,也有繞著身體中軸的旋轉運動,但更多的是兩者的結合,即“曲線自身運動”。我們的內耳前庭系統中存在兩個獨立的探測器,其中耳石器負責探測直線運動,半規管負責探測旋轉運動,但大腦是如何感知曲線運動的,此前一直是個謎。

為此,顧勇研究組讓獼猴坐在一個運動平臺上,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動、旋轉運動與曲線運動這3種不同運動模式下的大腦神經細胞電脈沖活動。結果顯示,獼猴大腦背側內上顳區、腹側內頂區和外側裂后部視覺區中約三分之一的神經細胞,同時接收來自內耳前庭系統發出的直線運動和旋轉運動信號,但這些細胞的電活動在曲線運動時的發放zui強烈,表明它們很可能負責感知曲線運動這一物理特性。

結果還顯示,這些“曲線運動感知”神經細胞在上述3個大腦感覺皮層區域中的物理化學性質相似,表明“曲線運動感知”神經細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,這些神經機制可以直接推廣到人腦。有趣的是先前其他科學家在人身上觀察到的對曲線運動感知的行為,正好可以由顧勇研究組在獼猴大腦中獲得的神經生理學數據來解釋。因此,這些數據為進一步了解人腦的工作機理提供了有用的幫助。

顧勇說:“我們的發現表明在大腦感覺皮層存在一群神經細胞,可以直接感知曲線運動,而不需要到更的聯合皮層去匯聚直線和旋轉運動的信息來計算曲線運動,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合皮層的工作量,讓聯合皮層去做更重要的工作,比如基于價值的決策等更為復雜的認知行為。”