新大脑区域的进化使复杂的运动成为可能

美国匹兹堡大学医学院和匹兹堡退伍军人医疗中心的神经科学家日前表示，人类和高级灵长类动物的大脑皮层中出现了一个新区域，该区域经过进化后能够使人类和高级灵长目动物拿起小物件并熟练地使用工具。

大脑的初级运动皮层被证明是相邻的“旧”和“新”部分。在大多数动物中，包括猫、老鼠和一些猴子，古老的初级运动皮层通过脊髓回路间接控制运动，资深作者彼得·斯特里克博士解释说，他是医学院神经生物学系的教授，也是VA医学中心的高级职业科学家。

但他说，在人类、类人猿和一些猴子身上，运动皮层的另一个区域发展了起来，现在居住着一组特殊的皮质-运动神经元(CM)细胞。这些细胞直接控制脊髓运动神经元，而脊髓运动神经元是导致肩、肘和手指肌肉收缩的神经细胞。CM细胞施加的直接控制绕过了脊髓电路施加的限制，允许发展高度复杂的运动模式，如弹奏乐器或打字所需的独立手指动作。

“我们的研究表明，随着对运动神经元的直接控制的进化，一个新皮层区已经进化到与旧皮层区相邻的位置，”斯特里克博士说。“我们仍然拥有和青蛙差不多的脊髓机制，但是拥有CM细胞的新皮质区域赋予了人类制造和使用工具的高超技能——这是人类的一个特别特征。”

在一系列实验中，他将狂犬病毒注射到猴子肩膀、肘部或手指的单一肌肉中。这种病毒之所以被选中，是因为它具有在联网的神经细胞之间传播的独特能力，它被追踪到初级运动皮层中的CM细胞。研究结果发表在早期的网络版上美国国家科学院院刊。
斯特里克博士指出，大脑皮层与运动神经元之间的直接联系在出生时并不存在，而是在婴儿出生后的头几个月形成，并在两岁左右完全成熟。因此，婴儿运动技能的发展显示了这些联系的建立。

资料来源:匹兹堡大学

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