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猕猴的脊柱模块可以独立控制前肢力的方向和大小

日本研究人员首次在灵长类动物手臂中证明了脊髓运动模块假说,为疾病或受伤后的恢复开辟了一条新途径。

人手有 27 块肌肉和 18 个关节,我们的神经系统能够协调这些肌肉和关节来进行复杂的运动。然而,组合的数量(或自由度)如此之大,以至于实时人为地复制这种肌肉活动的控制和调整甚至对现代超级计算机也造成了负担。虽然中枢神经系统用来降低这种复杂性的方法仍在研究中,但运动模块假设是一种可能性。

根据运动模块假设,大脑招募脊髓中的中间神经元模块而不是单个肌肉来产生运动,其中不同的模块可以组合起来产生特定的运动。大约 40 年前,对青蛙的研究表明,同时招募控制腿部肌肉的两个神经元模块会产生相同的运动活动模式,这代表了两个组成模式的“线性总和”。

由国家神经学和精神病学中心神经生理学系的 Kazuhiko Seki 领导的一个国际研究小组与德雷克塞尔大学的 David Kowalski 和京都大学 Hakubi 高级研究中心的 Tomohiko Takei 合作,试图确定这种运动控制方法是否有效也存在于灵长类动物的脊髓中。如果得到验证,它将为脊髓中间神经元在运动活动中的重要性提供新的见解,并带来运动障碍治疗的新思路,甚至可能是一种“复活”脊髓损伤后肢体的方法。

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