研究发现,即使是简单的动作也会在大脑中产生涟漪
俄勒冈大学的一项新研究表明,即使是一个简单的动作,如按下按钮,也会在整个大脑的神经元网络中发出活动的涟漪。
这一发现凸显了癌症的复杂性人类的大脑是在挑战简化的教科书画面吗大脑专用于特定功能的区域。
“众所周知,这是由初级运动皮层控制的运动人类生理学教授尼基·斯万实验室的研究生亚历克斯·罗克希尔说。“但运动不仅仅是一个大脑区域。”
Rockhill是该实验室一篇新论文的第一作者,该论文于12月发表在《美国科学院学报》上神经工程杂志.
斯万和她的团队正在研究人类的大脑网络,这要感谢俄勒冈健康与科学大学的医生和研究人员的合作。OHSU团队正在使用一种称为颅内脑电图的技术来确定难治性癫痫患者癫痫发作的起始位置。他们通过外科手术将一组电极植入患者的大脑,以精确地确定癫痫发作的时间和地点,并可能移除受影响的大脑区域。
颅内脑电图也可以提供有价值的见解大脑的活动,太。斯旺说,这是一种“黄金标准”技术。但研究人员很少能接触到这种方法,因为植入电极是一个非常密集的过程。Swann研究的参与者已经同意让她的团队在他们已经连接到癫痫研究电极的情况下研究他们的大脑。
斯万和她的同事给研究参与者一个简单的与动作相关的任务:按一个按钮。他们记录了参与者在执行任务时大脑中数千个神经元的活动。然后,他们测试了他们是否能训练计算机来识别参与者在休息或运动时是否捕捉到特定的大脑活动模式。
在大脑的某些区域,信号是明显的。这些区域以前与运动有关,那里的大多数神经元可能都专注于这种行为。但研究人员还发现,预测整个大脑运动的大脑信号,包括那些不是专门用于运动的区域。
斯万说,在大脑的许多部位,“我们可以以高于概率的准确性预测这些数据是否来自运动过程中。”
罗克希尔补充说:“我们发现大脑区域有一个光谱,从你可以解码出一个人在100%的时间里都在运动的主要运动区域,到其他区域,可以解码出75%的时间。”
他说,在一些不专门研究运动的区域,“一些神经元可能在放电,但它们可能被与运动无关的神经元所淹没。”
他们的发现补充了2019年发表在该杂志上的一项研究自然其他研究人员也显示了类似的深远影响大脑网络与老鼠的运动有关。
斯万说:“那篇论文表明,运动在大脑中无处不在,我们的论文表明,这在人类中也是真的。”
这种现象可能不仅限于运动。其他系统,如视觉和触觉,也可能比以前认识到的在大脑中延伸得更多。
现在,该团队正致力于开发涉及不同类型运动的新任务,以观察这些运动在大脑中是如何表现的。他们计划继续扩大与OHSU的合作,让更多的研究人员参与该项目,并对大脑的复杂性有更深入的了解。
斯万说:“我们有了这次新的合作,现在有很多机会。”“我们真的很幸运,能够有机会通过与OHSU团队和他们令人难以置信的患者合作,收集如此令人兴奋的数据。”
更多信息:Alexander P Rockhill等人,立体脑电图记录扩展了典型运动相关振荡的已知分布,神经工程杂志(2022)。1741 - 2552 . DOI: 10.1088 / / acae0a