哥本哈根大学揭秘大脑运动控制：从神经元到帕金森病治疗新希望
哥本哈根大学揭秘大脑运动控制：从神经元到帕金森病治疗新希望
2024年2月，哥本哈根大学卫生与医学科学学院神经科学系Ole Kiehn研究团队在Nature Neuroscience上发表了一项突破性研究，揭示了大脑控制左右运动的关键机制。这一发现不仅增进了我们对大脑导航系统的理解，还可能为帕金森病等运动障碍的治疗带来新的希望。
大脑中的"方向盘"
研究团队通过先进的Inscopix自由活动显微成像技术，发现了一组位于脑干中的关键神经元，它们在控制行走时的左右转向中发挥着核心作用。这些神经元位于脑干的PnO（脑桥网状核，口腔部分）区域，能够接收来自基底神经节的信号，并据此调整步长，从而决定身体的移动方向。
这一发现填补了科学界对大脑运动控制机制的重要空白。此前，研究人员已经知道基底神经节在控制自愿运动中发挥关键作用，但一直不清楚它是如何与脑干中的左右运动回路相互作用的。Ole Kiehn教授解释说："我们现在在脑干中发现了一组新的神经元，它们直接从基底神经节接收信息，并控制左右回路。"
Inscopix技术：揭秘大脑的利器
这一重大发现得益于Inscopix自由活动显微成像技术的应用。这项尖端技术能够在动物自由活动时实时观察大脑神经元的活动，为研究人员提供了前所未有的大脑工作细节。
Inscopix技术的核心优势在于其高分辨率和实时成像能力。它通过微型显微镜捕捉大脑深处神经元的钙离子活动，从而揭示神经元的放电模式。这种非侵入性的成像方式不仅能够提供清晰的神经元活动图像，还能确保实验动物在自然行为状态下的数据准确性。
为帕金森病治疗带来新希望
这一发现对帕金森病的研究和治疗具有重要意义。帕金森病是一种常见的神经系统退行性疾病，主要由大脑中多巴胺的缺乏引起，导致基底神经节功能受损。患者常出现运动迟缓、肌肉僵硬和震颤等症状，特别是在转向时会遇到困难。
研究团队通过实验验证了这一发现的临床潜力。他们在帕金森病模型小鼠中去除多巴胺，模拟人类患者的运动症状。当通过光遗传学技术刺激PnO区域的神经元时，小鼠的转向困难得到了显著改善。这一结果表明，未来可能通过深部脑刺激技术来治疗帕金森病患者的运动障碍。
尽管目前的技术还无法在人类中实现如此精确的细胞刺激，但这一发现为未来的治疗策略提供了重要线索。随着对大脑运动控制机制的深入了解，科学家们有望开发出更精准的治疗方法，为帕金森病患者带来新的希望。
这一突破性研究不仅揭示了大脑控制左右运动的关键机制，还展示了神经科学研究在理解复杂脑功能方面的巨大潜力。通过不断深入的探索，我们有望在未来攻克更多神经系统疾病，改善人类生活质量。