对婴儿大鼠的研究表明,大脑对待睡眠抽搐的方式与清醒运动不同。

当我们睡着时,身体的许多部分都会抽搐,而这些运动在婴儿中尤为常见。 与我们清醒时所进行的动作不同,睡眠中的抽搐是短暂的,断断续续状的动作,看起来像是没有目的的-但正如传统上所认为的那样,它们并不是梦的残余。 相反,人们相信抽搐可以帮助婴儿了解他们的身体以及他们如何运动。
当我们醒着时,大脑会定期将产生运动的大脑区域的信息与来自感官的信息进行比较,以便我们更好地预测和控制我们做出的运动。 然而,这种比较似乎在抽搐过程中被中止了:2014年,研究幼鼠的研究人员报告说,抽搐虽然是自产的,但大脑会对其进行处理,就好像它们是意料之外的还是令人惊讶的。
为证实大脑在睡眠中对抽搐的处理与清醒时的动作有所不同,参与先前研究的Alexandre Tiriac和Mark Blumberg记录了幼鼠清醒和睡着时大脑的电活动。 这些实验表明,当清醒的大鼠大力移动其前腿时,称为外部楔形核(ECN)的大脑区域大部分处于不活动状态,而当这些相同的腿在睡眠中抽动时,大脑区域变得高度活跃。 抑制ECN中电活动的药物可以掩盖清醒大鼠产生的腿部运动信号,但是这些相同的药物对抽搐期间产生的腿部运动信号没有影响。 因此,这些实验表明,当幼鼠醒着时,ECN会将感官上的信号与大脑中产生运动的部分(运动控制的关键特征)的信号进行比较。 但是,当大鼠睡着并抽搐时,比较机制就会脱离,感觉信号会通过ECN级联到大脑中的许多其他结构。
蒂里亚克和布隆伯格的发现为理解发育中的大脑如何学会区分我们自身产生的运动和外界力量引起的运动开辟了新的途径。 同样,挑战仍然是确定抽搐帮助发展和完善大脑回路的具体机制,使哺乳动物能够像他们一样有效地四处走动。
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阅读 此eLife摘要所基于 的 eLife 研究论文: “在唤醒但未入睡的自我产生的运动过程中,外部楔形核的 重合 门控” (2016年8月3日)。
