全新領域!脊髓比以前想象的“更聰明”
我們通常認為大腦是復雜運動的功能和指揮中心,但你知道你的脊髓有多聰明嗎?
眾所周知,神經系統(tǒng)的一部分沿我們的脊髓伸展,控制著看似簡單的低級反射,如疼痛反射和某些動物的運動控制功能。
現在,來自西方大學(Western University)的研究表明,脊髓也能處理和控制復雜功能,例如控制你的手在外部空間的位置。
“這項研究說明,脊髓層面至少可以完成一個重要功能,它打開了一個全新的研究領域,”這項研究的高級負責人、西方大學醫(yī)學與牙科學院助理教授、加拿大感覺運動神經科學研究主席Andrew Pruszynski博士說。
文章題為“Spinal stretch reflexes support efficient hand control”,發(fā)表于高影響力雜志《Nature Neuroscience》。
手需要來自多個關節(jié)(主要是肘部和腕部)的感覺輸入,這些輸入曾經被認為都需經過大腦皮層處理并轉換成運動指令。
利用腦和心理研究所開發(fā)的特殊機器人技術——一個三度自由的外骨骼,研究對象被要求將手保持在目標位置,然后機器人通過彎曲或伸展手腕和肘部將其從目標位置撞離。研究人員測量了肘部與手腕的肌肉對機器人的撞擊做出反應的時間,以及這些反應是否有助于將手帶回最初的目標位置。
通過測量反應的潛伏期(又稱滯后,lag),研究人員分辨這個過程發(fā)生在大腦還是脊髓。
“我們發(fā)現這些反應發(fā)生的如此之快,以至于它們唯一能產生的地方就是脊髓回路本身,”該研究主要作者博士后學者Jeff Weiler說?!拔覀兛吹降氖?,脊髓回路并不真正關心單個關節(jié)的情況,它們關心的是手在外部空間的位置,并產生一種反應,試圖將手放回它原來的位置。”
這種由脊髓產生的反應被稱為“伸展反射”,以前人們認為它在運動方面的幫助非常有限?!皬臍v史上看,人們認為無論外力如何,脊髓反射只控制肌肉長度恢復,”Pruszynski說?!拔覀冋谧C明實際上脊髓可以做一些更復雜的事情——在空間中控制你的手?!?/p>
這一發(fā)現極大地增加了我們對神經科學和神經回路的理解,并為康復科學提供了一些新信息和目標。
“對神經回路的基本了解對康復方面取得任何進展都是至關重要的,”Pruszynski說?!霸谶@里我們可以看到,脊髓回路甚至可以指導不同類型的訓練方案。”
原文檢索:Spinal stretch reflexes support efficient hand control
來源:生物通

