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欢迎加入 全国小脑学术讨论群 添加小编微信 brainnews_11 过去的几年为针对小脑的研究带来了启示和范式转变。在历史的角度上看，小脑是一个具有同质结构的简单感觉运动控制器，目前则越来越多地被认为其涉及认知功能。它拥有令人印象深刻的分子、细胞和环路机制的多样性，嵌入在动态、循环的架构中。 最近对小脑功能多样性和动态性的探究为未来十年针对的小脑研究提供了路线图，它们挑战了一些旧的概念，振兴了其他概念，并定义了主要的新研究方向。 参考文献：De Zeeuw, C. I., Lisberger, S. G., & Raymond, J. L. (2020). Diversity and dynamism in the cerebellum. Nature neuroscience,10.1038/s41593-020-00754-9. Advance online publication.https:///10.1038/s41593-020-00754-9 人类小脑皮层的表面相比大脑皮层而言折叠得更加紧密。本研究首次从多中心高分辨率尸身MRI扫描获取的所有单叶水平进行计算重建。结果显示，小脑的总收缩校正表面积(1,590 cm2)比预期的和先前报道的要多，相当于人类新皮层总表面积的78%。展开并申平的表面上存在一条10厘米宽，并且几乎接近1米长的窄条。 通过对猕猴的新皮层和小脑应用相同的方法进行计算重建，我们发现其小脑相对较小，大约只占其新皮层总表面积的33%。这表明小脑在人类独特的行为和认知进化中起着关键的作用。 参考文献：Sereno, M. I., Diedrichsen, J., Tachrount, M., Testa-Silva, G., d'Arceuil, H., & De Zeeuw, C. (2020). The human cerebellum has almost 80% of the surface area of the neocortex. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 117(32), 19538–19543.https:///10.1073/pnas.2002896117小脑在非运动学习中的作用知之甚少。猴子可以学会将一个任意符号与左手的运动联系起来，并将另一个符号与右手的运动联系起来，本研究关注了这一强化学习过程中，小脑中外侧浦金野细胞(Purkinje cells，P细胞)的活动情况。 在学习过程中而不是当猴子学会了这种关联时，P细胞的简单尖峰响应可以报告动物最新决策的结果，而不会伴随着其他感觉运动参数的变化，例如手部运动、舔或眼球运动等。在群体水平上，P细胞在整个试验过程中共同保持着对最新决策的记忆。随着猴子逐渐学会了这一联系，这种与奖励相关的误差信号的幅值接近于零。本研究的结果与目前领域内对小脑加工作用的认识有很大的不同，对理解小脑在认知控制中的作用而言，具有重要的意义。 参考文献：Sendhilnathan, N., Semework, M., Goldberg, M. E., & Ipata, A. E. (2020). Neural Correlates of Reinforcement Learning in Mid-lateral Cerebellum. Neuron, 106(1), 188–198.e5.https:///10.1016/j.neuron.2019.12.032 小脑在运动学习、运动协调和时间调节中起着关键作用，并且也与感觉和认知过程有关。然而，我们目前对其电生理机制的了解主要来自对动物的直接记录，而对人类小脑功能的研究主要依赖于病变、血流动力学和代谢成像研究。 虽然后者可以为小脑对调节行为的各种小脑-皮质通路的贡献提供了基本的认识，但它们在时间和光谱上的分辨率方面仍然有局限。原则上来说，这个缺点可以通过监测小脑的电生理信号来克服。然而，人类小脑电生理学的非侵入性评估受到皮层下结构中的脑电图(electroencephalography, EEG)和脑磁图(magnetoencephalography, MEG)的空间分辨率限制的阻碍。此外，有人认为小脑的解剖结构会导致脑磁图和脑电图的信号被抵消。 然而，在过去的十年里，越来越多的研究对脑磁图和脑电图不能用于检测小脑活性的说法提出了挑战。我们通过本研究成功解决了这个争议，成功地从人类小脑记录到了其中的电生理信号。我们认为，用脑磁图和脑电图无创性地检测小脑活动确实可以实现，并且可以用适当的方法来增强信号，特别是使用源空间中的连通性分析。 我们提供了用脑磁图和脑电图检测小脑活动的例证，并且提出了实用的指导方针来优化脑磁图和脑电图对小脑活动的检测。最后，我们讨论了脑磁图和脑电图定位小脑时可能出现的信号污染，并提出了处理这种伪信号的方法。这篇综述将被视为一篇前瞻性综述，着重强调使用脑磁图和脑电图测量小脑的可能性，并鼓励脑磁图和脑电图研究人员这样做。除了强调和鼓励之外，它的附加价值在于，它为希望使用脑磁图和脑电图研究小脑的科研人员提供了有用的建议。
参考文献：Andersen, L. M., Jerbi, K., & Dalal, S. S. (2020). Can EEG and MEG detect signals from the human cerebellum?. NeuroImage, 215, 116817.https:///10.1016/j.neuroimage.2020.116817 自20世纪70年代初以来，许多行为研究表明，与外部施加的相同类型触摸刺激相比，自我触摸产生的感觉不太强烈，也不那么怕痒。计算运动控制理论（Computational motor control theories）认为，小脑内部存在预测运动体感的后果模型，正是这些预测削弱了对实际触摸的感知。 尽管存在这一有影响力的理论框架，但我们对这种预测性感觉衰减的神经基础仍知之甚少。这是由于目前神经影像学研究的数量有限，其研究结果对小脑活动的作用和位置解释存在矛盾，而且缺乏伴随神经影像学的行为测量。在这里，我们将心理物理学与功能磁共振成像结合起来，探究人类健康男性和女性参与者躯体感觉衰减的神经过程。 当通过自我生成运动施加触觉(自我触摸)时，双侧次级躯体感觉区的激活比无运动(外部触摸)时减弱，而且可以在接受触摸的被动肢体的同侧小脑中观察到额外的衰减效应。重要的是，我们进一步发现，同侧小脑与对侧初级和双侧次级体感区之间的功能连接程度与行为评估的衰减程度呈线性正相关，也就是说，参与者感觉到自己产生的触觉衰减越多时，这种皮质-小脑的功能耦合就越强。总的来说，这些结果表明同侧小脑是预测自我触摸的基础，并且该结构通过其与体感区域的功能连接来实现体感衰减。 参考文献：Kilteni, K., & Ehrsson, H. H. (2020). Functional Connectivity between the Cerebellum and Somatosensory Areas Implements the Attenuation of Self-Generated Touch. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience, 40(4), 894–906.https:///10.1523/JNEUROSCI.1732-19.2019
作者：Jessie (brainnews创作团队)
校审：Simon（brainnews编辑部）
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