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運(yùn)動(dòng)的靈活性需要準(zhǔn)確控制運(yùn)動(dòng)的開始、持續(xù)時(shí)間和速度，然而，腦干回路是如何編碼并傳到這些運(yùn)動(dòng)參數(shù)的，研究人員并不清楚。近日，一篇發(fā)表在國際雜志Neuron上題為“Brainstem circuits encoding start, speed, and duration of swimming in adult zebrafish”的研究報(bào)告中，來自瑞典卡羅琳學(xué)院等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究揭示了機(jī)體大腦如何編碼運(yùn)動(dòng)的開始、持續(xù)時(shí)間以及速度的突然變化。

運(yùn)動(dòng)（即以行走、跑步或游泳的形式四處走動(dòng)）是一種能讓我們與周圍世界互動(dòng)的普遍行為，而準(zhǔn)確控制運(yùn)動(dòng)過程的開始和持續(xù)時(shí)間，以及及時(shí)執(zhí)行活力和速度變化的能力是運(yùn)動(dòng)靈活性的關(guān)鍵特征，比如，我們突然能夠改變運(yùn)動(dòng)的速度，從慢走到跑步，從而適應(yīng)我們周圍的環(huán)境。研究者Abdel El Manira說道，此前利用斑馬魚作為模式系統(tǒng)進(jìn)行研究，我們揭示了脊髓中負(fù)責(zé)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)元會(huì)在由三個(gè)模塊組成的回路中進(jìn)行組裝，這些模塊能作為增加速度的換擋機(jī)制。

特殊的大腦回路或能控制機(jī)體的運(yùn)動(dòng)速度。

圖片來源：Neuron (2022). DOI:10.1016/j.neuron.2022.10.034

然而目前研究人員亟待解決的問題就是位于大腦腦干中的上游回路是如何編碼并將運(yùn)動(dòng)速度的開始、持續(xù)時(shí)間和改變傳輸給位于脊髓中的執(zhí)行回路的；通過利用成年斑馬魚的相對可及性，加上廣泛的技術(shù)，研究人員如今就能揭示出兩個(gè)大腦回路或許能夠編碼運(yùn)動(dòng)速度的開始、持續(xù)時(shí)間和突然改變。

大腦回路代表了編碼運(yùn)動(dòng)開始、持續(xù)時(shí)間、速度和活力的命令程序的最初步驟，這兩種指令流能通過直接進(jìn)入脊髓回路，從而使得動(dòng)物能通過調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度和強(qiáng)度在其所處的環(huán)境中進(jìn)行導(dǎo)航，同時(shí)還能控制住方向性，成年斑馬魚中的這些機(jī)制能被推測道哺乳動(dòng)物模型系統(tǒng)中；下一步，研究人員將會(huì)繪制出這些大腦回路和脊髓中驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的大腦回路之間的特殊連接。研究人員希望本文中所揭示的回路能幫助指導(dǎo)設(shè)計(jì)新型的療法策略，從而幫助恢復(fù)機(jī)體創(chuàng)傷口脊髓損傷的運(yùn)動(dòng)功能。

綜上，本文研究結(jié)果為獨(dú)立的大腦腦干亞群如何實(shí)施靈活的運(yùn)動(dòng)指令提供了機(jī)制上的見解，這兩種腦干指令亞群能被適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行組裝從而整合環(huán)境線索，因此就能夠產(chǎn)生靈活的游泳運(yùn)動(dòng)從而匹配動(dòng)物的行為需求。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Eva M. Berg，Leander Mrowka，Maria Bertuzzi, et al. Brainstem circuits encoding start, speed, and duration of swimming in adult zebrafish, Neuron (2022). DOI:10.1016/j.neuron.2022.10.034

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