脑干中高速运动的神经元
在阳光明媚的周日下午随意散步，或者在周一早上全速跑去赶公交车上班，这是两种极端情况。这两种运动形式都需要胳膊和腿之间的完美相互作用，但发生这种情况的速度却截然不同。西尔维亚·阿伯(Silvia Arber)的研究小组现在证明，脑干中有一种特殊的神经细胞类型对实现高速运动至关重要。
所有形式的身体运动，包括运动，都是由神经系统的几个层次控制的。运动的最终指挥网络存在于脊髓．在那里，被称为运动神经元的神经细胞将运动信号传递给肌肉纤维，以收缩它们。但仅靠脊髓无法让你移动。这可以在脊髓完全损伤的患者中清楚地看到，他们的身体部分受到神经支配而瘫痪运动神经元下面的伤害。
脑干在运动控制中起着重要作用
脊髓回路从大脑接收有关何时以及如何进行运动的关键指令。最近的研究越来越清楚地表明，脑干中的神经元在行为控制中起着重要作用。简单地说，大脑最尾部区域的神经元储存着控制运动的命令，并指示应该如何执行运动。但为什么揭示这些原则如此困难呢?
事实证明，识别脑干神经元特定功能的关键在于非常小心地分离细胞类型。这就是西尔维亚·阿伯和她的团队如何提供重要的新见解，这些见解今天发表在《科学》杂志上自然．
科学家们在老鼠身上发现，脑干确实是不同神经元的混合体，它们有着明确的特征。脑干神经元被它们释放的神经递质分离。它们在脑干中的位置、与脊髓神经元的连接以及从其他大脑区域接收的输入也有所不同。最有趣的是，混合在盐和胡椒的模式中，积极调节所谓的兴奋性神经元与消极调节相邻，抑制性神经元在研究的脑干区域。引人注目的是，如果把所有这些神经元放在一起研究，就不会出现与所引发的运动程序有关的明确模式。
具有不同运动功能的神经元混杂在一起
Arber小组的博士生、该研究的第一作者Paolo Capelli记得，该项目的最令人兴奋的突破是当他开始分别研究已确定的神经元细胞类型时:“当我们激活脑干的一个小区域(称为侧副巨大细胞核(LPGi))释放兴奋性神经递质谷氨酸时，而不是在其他邻近区域，我们可靠地诱导了短潜伏期的全身运动。”相反，如果神经生物学家激活混合的抑制性神经元，他们观察到速度迅速放缓。正如卡佩利指出的那样:“看到脑干中的一群神经元如何引发一个完整的运动程序，以一种与自然运动没有区别的方式招募前肢和后肢以及所有相关肌肉，这绝对是令人着迷的。”进一步的实验表明，确定的兴奋性神经元，其刺激引起运动，在自然过程中也需要运动高速行驶。如果没有这些神经元在美国，高效的高速奔跑已不再可能。
这些发现为更好地理解脑干在控制运动过程中工作的神经元基础提供了重要的一步。西尔维娅·阿伯评论说:“我们现在知道不同的身体运动功能在大脑中脑干在历史上被混杂的神经元亚群的多样性所掩盖。只有把它们分成这些亚群，你才能揭示它们的功能。”从长远来看，这些发现也可能为干预由于高级运动中心缺陷而导致运动受损的疾病(如帕金森病)提供一个切入点。
