小脑具有什么作用、小脑的主要作用

小脑是最著名的大脑区域之一，虽然只有大脑的十分之一大小，但却包含大脑50% 的神经元。尽管小脑处理信息的能力很强，但人们认为小脑的作用不属于意识范围，而不是协调站立和呼吸等身体活动。但现在神经科学家发现它对于奖励反应也很重要。奖励反应是驱动和塑造人类行为的重要驱动力之一。在之前的几个世纪中，小脑区域被认为与运动功能和感觉输入有关。现在，不仅发现了新的研究可能性，而且我们还了解到，小脑神经元（称为“颗粒细胞”）以以前未曾怀疑过的方式发挥作用。斯坦福大学研究员马克·瓦格纳（Mark Wagner）表示：“尽管小脑中有许多神经元，但在理解小脑如何参与大脑任务方面进展甚微，这主要是由于之前的假设，即小脑只参与运动任务。”大学。 “我希望这项研究将使我们能够统一对其他大脑区域的研究，例如大脑皮层。我们将它们结合在一起。”小脑位于大脑后部，与运动皮层有大量联系。运动皮层是大脑前额叶皮层的一个区域，参与随意运动的计划、控制和执行。尽管小脑与注意力和语言等认知过程有关，但之前对颗粒细胞的研究仅将它们与基本的感觉和运动功能联系起来。这确实有道理，因为您经常看到小脑受损的人难以保持平衡并表现出精细运动能力，例如抓握和直立。 “如果一个人的小脑受到干扰，你首先注意到的就是运动协调缺陷，”研究人员之一罗立群说。但这个领域可能还发生了很多其他事情。人脑含有大约600 亿个小脑颗粒细胞，比所有大脑神经元的总和还多，研究它们极其困难。为了了解小脑如何控制小鼠的肌肉，斯坦福大学研究小组使用一种称为双光子钙成像的新技术观察颗粒细胞，该技术使他们能够记录神经元的实时活动。您可以在文章随附的图片中看到此成像的结果。亮绿色部分不是假色，而是绿色荧光蛋白（GFP）。这种荧光蛋白是在发光动物（例如水母）中自然产生的。由于它可以添加到基因组中而不会对细胞造成损害，因此经常用于工程项目，例如“Glofish”和霓虹灯小鼠。这项技术还使研究人员更容易实时跟踪特定细胞的活动。只要植入发光生物体的DNA，每当它被转录成RNA或组装成蛋白质时，它就会发光。为了了解GFP 能在小鼠身上揭示什么，研究人员在小鼠推杠子时给它们喂糖水，让它们移动。他们想看看当这些身体运动发生时小脑中发生了什么，但令人惊讶的是，颗粒细胞与糖水触发的奖励反应有关！据研究小组称，当老鼠推杆时，一些颗粒细胞确实会发光，但当老鼠等待奖励到达时，另一组颗粒细胞会发光。当他们拿走奖励时，另一组颗粒细胞亮了起来。 “这实际上是一个侧面观察，他们实际上对奖励有反应！”罗说。正如杰西卡·霍尔指出的那样，这并不是我们第一次发现大脑区域参与运动协调和奖励反应。位于前脑底部的基底神经节也由这两种功能驱动。这项新研究提醒我们，小脑也相当复杂。

当然，到目前为止，这些发现仅在小鼠身上观察到，在对人类进行实验之前，我们不能确定同样的情况是否会发生在人类身上。但小脑被认为是具有最古老进化谱系的大脑区域之一，并且它在所有脊椎动物物种中都以类似的方式受到影响，因此我们很有可能在人类大脑中看到类似的结果。这提醒我们，哺乳动物的大脑几乎是无限复杂的，当人类乐于将事物分开时，我们就有失去严谨性的风险。原始来源：Mark J. Wagner、Tony Hyun Kim、Joan Savall、Mark J. Schnitzer、Liqun Luo。 (2017) 小脑颗粒细胞编码奖励的期望。自然。 doi:10.1038/nature21726

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