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译者： ocean89
发表时间：2014-11-23
我们想要仔细聆听别人时,要做的第一件事就是停止讲话。第二件事是完全停止动作。因为在大脑深处，运动和听觉之间的相互作用是互为补充的。一项新的研究使用光遗传学准确揭示出：控制动作的运动皮层可以调节音量，而这本应由解释声音的听觉皮层控制。 在大脑深处，这种运动和听力之间的相互作用也互为补充的。事实上,间接证据已经表明,大脑控制动作的运动皮层,在某种程度上影响了产生听觉的听觉皮层。 8月27日，杜克大学的一项新研究发表在在线的《自然》杂志上,这项研究结合电生理学,光遗传学和行为分析学的先进技术,准确揭示看似预料运动的运动皮层,可以调节由听觉皮层控制的音量。 杜克大学医学院的神经生物学教授，杜克大学脑科学研究所的成员，也是这项研究的资深作者理查德·穆尼博士说：“新的实验方法允许我们超越非常强大的但很大程度上相互关联的观察结果的一个世纪价值，从而开发一个新的、真正的、更为牢固的因果驱动观点，这个观点是解释大脑是如何工作的。” 这一发现有助于我们了解大脑运动皮层和听觉皮层是如何交流的这一基础知识，运动和听觉皮层在说话和音乐表演时可能影响听力。破坏相同的线路可能导致精神分裂症患者出现幻听。 2013年，由穆尼领导的研究员们首次描述了运动和听觉区域之间相互联系的特征，这一特征在老鼠脑片和麻醉的老鼠身上都得到证实。这项新的研究回答了在一只清醒的，运动的老鼠身上这些联系是如何运作的这一至关重要的问题。 “在动物的自由运动的情况下，我们研究这一系统就是前进了一大步。”穆尼实验室的博士后大卫·施耐德说。 穆尼怀疑运动皮层学习如何减弱听觉皮层对声音的反映。当提高对其他意想不到声音的敏感度时我们可以预计通过提高自己的运动来实现。这个组织正在测试这一观点。 施奈德说：“第一步我们将开创更真实的情境。在这种情境下,动物不再通过声音而是用其动作了解世界上发生的事。” 最新的研究中,研究小组记录了个体神经元在大脑听觉皮层的电活动。每当老鼠移动——如：散步、打扮、高声尖叫时——他们的听觉皮层神经元同他们休息时比，对发出的声音成抑制状态。 为了知道动作是否直接影响听觉皮层，研究人员使用光遗传学对清醒的动物进行了一系列的实验,这是一种有力的方法：使用光来控制神经元选择数量的活动。这些神经元对光天生敏感。如同手机游戏,声音进入耳朵通过大脑的六个或更多继电器才能到达听觉皮层。 穆尼说：“光遗传学可以用来激活网络中特定的继电器。那么,倒数第二个继电器会给听觉皮层发信号“。 更具体地说,研究小组发现,运动刺激抑制性神经元,进而抑制听觉皮层对声音的反应。 接着,研究人员想知道什么使抑制性神经元兴奋。猜想有很多。“听觉皮层就像这个巨大的转换站,所有这些不同的输入进入说,‘好吧,我想要使用这些中间神经元。’”穆尼说：“我们想要回答的问题是谁在运动期间使用了它们?” 研究小组从先前的实验中得知,次级运动皮层（M2）的神经元投射调节听觉皮层。但是为了隔离次级运动皮层（M2）的相关作用，研究者再次使用光遗传学控制M2的抑制性神经元的输入开关。这是传统的电生理学所不能达到的。 打开M2的输入就会重现听觉皮层的一种运动感。该小组发现即使老鼠在休息,“也会发出“嘿我在动”的信号给听觉皮层,”施奈德说。听觉皮层上产生声音的影响同动物的移动效果是相同的。这个结果证实M2对调节听觉皮层的重要性。另一方面,关掉M2，即使动物仍在移动，听觉皮层也会假装在休息。 “第一次看到这个实验结果，我的兴奋无以言表。”穆尼小组的神经生物学研究生安德斯尼尔森说。 |
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