奇客 大脑化学物质帮助向神经元发出何时开始动作的信号

每次你伸手拿咖啡杯时，会出现一个神经学谜团。在自主伸出手臂之前，大脑运动区域的数千个神经元会爆发出一种电活动模式，传递到脊髓，然后传递到为伸手提供动力的肌肉。但在这种大规模的同步活动之前，大脑运动区域相对平静。对于伸手拿咖啡之类的自我驱动动作，我们还没有找到准确告诉神经元何时“开始行动”——而不是在之前或者之后——的信号。

在 eLife 最近的一篇论文中，一个神经科学家小组终于发现了这种信号的一个关键之处。它以被称为多巴胺的大脑化学物质的形式出现，它在皮层下方深处的一个区域缓慢增加，明确预测了小鼠开始运动的时刻——在未来的几秒之内。

多巴胺通常被认为是大脑的神经递质之一，是在神经元之间穿梭的快速作用化学信使。但在这项新工作中，多巴胺起到了神经调节剂的作用。这是一个化学信使的术语，可以稍微改变神经元以产生更持久的影响，包括使神经元更多或者更少地与其他神经元进行电通信。这种神经调节机制非常适合帮助协调大量神经元的活动，因为多巴胺可能会帮助运动系统准确决定何时动作。

一些最新的研究成果拓宽了我们对神经调节剂在大脑中发挥的关键和多样作用的认识，这篇新论文就是其中之一。随着技术发展，神经科学家现在可以看到神经调节剂在遍布整个大脑的网络中的作用。这些新的发现推翻了长期以来关于这些调节剂在大脑中漂移的观点，它们准确地揭示了这些分子如何让大脑在不断变化的环境中灵活改变其内部状态。