大脑运动皮层使用多个频段协调运动

同步对大脑的正常运行至关重要。同步放电的神经元内的大脑区域和脑电波在不同地区之间的同步促进信息处理,然而,研究人员对这些神经编码知之甚少。现在,新的研究由名叫Tomoki Fukai的大脑科学研究所揭示了大脑的一个地区如何使用多个的脑电波频率乐队来控制运动。

控制运动需要大量肌肉群的激活在正确的顺序,通过运动皮层功能。调查的贡献脑电波这个过程,Fukai和他的同事们多通道电极插入大鼠的运动皮层记录脑电波动物学会了推,保持,然后拉杠杆获得食物奖励。他们还发明了一种机器学习技术来提取峰值序列的单个神经元记录波。

Fukai和他的同事们发现,不同频率的脑电波出现在不同阶段的运动。快γ波,频率在100赫兹,最著名的老鼠推或拉杠杆时,而γ波缓慢,批准赫兹频率,峰值当老鼠杠杆准备举行下一把。θ波(4到10赫兹)达到顶峰而老鼠杠杆,和拉的起始运动之际,这些振荡的特定阶段(图1)。

这两个频率的γ波被耦合到θ波,所有三个的脑电波频率的峰值发生在同一时间。不同类型的神经细胞的活动在不同的层的运动皮层也与特定的同步大脑波的频率。重要的是,细胞编码的不同阶段的顺序动作在不同的阶段θ波。

研究结果表明,θ波发挥重要作用在协调神经活动基本自主运动的计划和执行。θ波已知对空间信息的处理很重要在海马体中,但这是第一次,类似的代码已经被观察到的运动皮层。

“我们正在使用机器学习技术研究锁相不同层的峰值运动皮层编码运动信息,”Fukai说。“我们也研究类似的振动是否协调发生在脑额叶前部皮层决策。”