运动皮层在学习运动模式中起着积极作用
像网球运动员发球或钢琴家演奏协奏曲那样的熟练运动，需要运动皮层和大脑其他部分之间精确的相互作用。神经科学家长期以来一直认为，运动皮层的功能类似于钢琴键盘。
加州大学圣地亚哥分校神经回路和行为中心的神经生物学家安德鲁·彼得斯说:“每当你想听到一个特定的音符时，就有一个特定的键可以按。”“换句话说，肌肉的每一个特定运动都需要运动皮层中的特定细胞的激活，因为运动皮层的主要工作被认为是倾听其他皮层的声音，按下它被指示的键。”
但在本周出版的在线期刊上发表的一项研究中自然彼得斯是这篇论文的第一作者，他和他的同事们发现运动皮层本身在大脑活动中起着积极的作用学习新电机运动。在一系列用老鼠做的实验中，研究人员详细展示了这些动作是如何随着时间的推移而习得的。
“我们的研究发现身体动作而大脑皮层中最接近肌肉的部分的活动具有深刻的可塑性，通过学习形成了这一过程的更好的图景，”加州大学圣地亚哥分校的生物学助理教授、该研究团队的负责人小宫山高明(Takaki Komiyama)说。“这很重要，因为阐明学习过程中大脑的可塑性可以为治疗学习和运动障碍，包括帕金森氏症带来新的途径。”
与另一位加州大学圣地亚哥分校的神经生物学家西蒙·陈(Simon Chen)一起，研究人员在两周的时间里监测了老鼠运动皮层神经元的活动，同时让老鼠学会用它们的前肢以特定的方式按压杠杆来获得奖励。
彼得斯说:“我们看到的是，在学习过程中，不同的活动模式——哪些细胞活跃，何时活跃——在运动皮层中很明显。”“这最终会转化为不同的活动模式，即使是类似的运动。一旦动物学会了这个动作，类似的动作就会伴随着一致的活动。此外，这种一致的活动对动物来说是全新的:在学习早期，即使是与后来的动作相似的动作，也没有使用这种活动。”
“在早期，”彼得斯说，“动物偶尔会做出看起来像他们在学习后做出的专家动作。然而，伴随这些相似的早期和晚期运动的大脑活动模式实际上是完全不同的。在学习过程中，动物在大脑中产生了一整套新的活动运动皮层做那个动作。在钢琴键盘的类比中，这就像一开始用一个键来做一个音符，但后来用一个不同的键来做同样的音符。”
进一步探索
