科學突破！神經科學家們偶然發現了小腦的一個全新角色

小腦是大腦中最著名的區域之一，它只佔整個大腦體積的10%，但卻包含了超過50%的神經元。

儘管有這些處理能力，小腦的功能在很大程度上是在意識意識之外的，而不是協調身體活動，如站立和呼吸。

但是去年，神經科學家發現它在獎勵反應中扮演著重要的角色——獎勵反應是激勵和塑造人類行為的主要驅動力之一。

這不僅為這個數個世紀以來主要與運動技能和感覺輸入有關的小區域開闢了新的研究可能性，而且還表明，構成小腦大部分的神經元——稱為顆粒細胞——以我們從未預料到的方式發揮作用。

「考慮到大部分的神經元位於小腦,有相對較少的進展將小腦集成到更大的圖景的大腦是如何解決的任務,和一個大的一部分脫節這一假設,小腦只能參與運動的任務,」說的一個團隊,從斯坦福大學的馬克?瓦格納。

「我希望這能讓我們將它與更流行的大腦區域(如大腦皮層)的研究結合起來，並將它們結合起來。」

小腦位於大腦後部，與運動皮層保持著大量的聯繫，運動皮層是大腦額葉中的大腦皮層區域，參與計劃、控制和執行自主運動。

雖然有跡象表明小腦與認知過程如注意力和語言功能有關，但先前對顆粒細胞的研究只將它們與基本的感覺和運動功能聯繫起來。

當你看到對小腦受損的人的影響時，你就會明白這一點——他們通常會在保持平衡和平衡方面遇到困難，他們會表現出良好的運動技能，比如伸手和抓握，以及保持直立。

「如果你破壞了小腦，你首先看到的是運動協調缺陷，」其中一名研究人員，Liqun Luo說。

但這一區域可能會發生更多的變化，因為儘管人類大腦中大約有600億個小腦顆粒細胞——比所有其他腦神經細胞加起來還要多——但它們一直是出了名的難以研究。

為了弄清楚小腦是如何控制老鼠的肌肉的，斯坦福大學的研究小組使用了一種新的技術來觀察被稱為雙光子鈣成像的顆粒細胞，這使得他們能夠實時記錄神經元的活動。

你可以在頁面頂部看到這種圖像的結果——亮綠色的顏色不是假的顏色，它實際上是一種叫做綠色熒光蛋白(GFP)的物質的結果。

這種蛋白質是由像水母這樣的生物發光動物自然產生的，因為它可以被引入到基因組中，對細胞無害，所以它被用來製造「河豚」和霓虹燈鼠之類的東西。

這也讓研究人員更容易實時跟蹤特定細胞的活動——只需將其插入到生物的DNA中，每當它被轉化為RNA或被轉化為蛋白質時就會發光。

為了了解GFP會在老鼠身上發現什麼，研究人員讓他們在每次推一桿的時候都給他們送糖水。

他們希望看到小腦對這些身體動作的反應，但令人驚訝的是，顆粒細胞與糖水引發的獎賞反應之間的明顯聯繫。

正如研究小組解釋的那樣，當老鼠按下操縱桿時，一些顆粒細胞確實會燃燒，但當老鼠等待或獎勵時，另一組顆粒細胞就會被激活。

當他們把獎勵一起拿走時，這又在小腦里產生了另一組顆粒。

「這實際上是一個側面的觀察，哇，他們實際上是在回應獎賞，」羅說。

正如傑西卡?霍爾指出在極端科技在2017年,這不是第一次,大腦的一個區域被連接到運動協調和獎勵的反應——基底神經節,位於前腦的基礎,也是由這兩個函數,這項新研究暗示了小腦被同樣複雜。

當然，到目前為止，這項研究的結果只在老鼠身上被觀察到，所以，直到它們在人類身上被複制，我們才能確定它們是否會轉化。

但是小腦被認為是所有大腦區域中最古老的進化譜系之一，並且在所有脊椎動物中以相似的方式連接，所以我們很有可能也會在人類身上看到類似的東西。

這再次提醒我們哺乳動物大腦幾乎是無限複雜的，儘管我們人類喜歡將事物劃分開來，但這樣做，我們可能會錯過每個區域在我們的思維、感覺和行動中扮演的複雜角色。

這項研究發表在《自然》雜誌上。

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