您怎样意识到身体各部分的位置和运动?这种感受被称作本体感知,它类似于一种“第六感”,使我们能够在不必时刻视察自己的四肢的情形下自若移动。
本体感知涉及一个嵌入在肌肉中的重大传感器网络,这些传感器将关于肢体位置和运动的信息转达回大脑。可是,关于大脑如那里置来自肌肉的种种信号,现在所知甚少。
大脑怎样感知身体位置和运动?
由洛桑联邦理工学院的亚历山大·马蒂斯向导的最新研究为这个问题提供了新的看法,探讨了大脑怎样构建对身体位置和运动的整体感知。这项研究由博士生亚历桑德罗·马林·瓦尔加斯、阿克塞尔·比西和阿尔贝托·基亚帕配合举行,着实验数据泉源于西北大学的克里斯·弗斯特和李·米勒,揭晓于《细胞》杂志。
马蒂斯体现:“人们普遍以为,感官系统应使用天下的统计纪律,这一理论可以诠释视听系统的许多特征。为了将这一理论推广到本体感知,我们接纳了肌肉骨骼模拟器来盘算漫衍式传感器的统计数据。”
模子摘要
研究职员使用肌肉骨骼建模来爆发上肢肌肉纺锤体信号,从而天生一系列“大规模、自然主义的行动库”。然后,他们使用这一库来训练数千个“使命驱动”的神经网络模子,每个模子都反应了本体感知路径(包括脑干和躯体感受皮质部分)所举行的盘算的一个科学假设。
使命驱动的本体感受模子
这种要领使团队能够周全剖析差别的神经网络架构和盘算使命是怎样影响对本体感知信息的“类大脑”的表达的。他们发明,那些在展望肢体位置和速率的使命上训练的神经网络模子最为有用,这批注sunbet大脑优先整合来自肌肉纺锤体的疏散输入,以明确身体的运动和位置。
自动运动和被动运动之间使命驱动神经展望的差别批注,在本体感受通路的差别水平上可能保存自上而下的调理
这项研究凸显了使命驱动模子在神经科学中的潜力。与直接展望神经运动的古板要领相比,使命驱动模子可以提供对感官处置惩罚背后盘算原理的深入明确。
别的,这项研究为神经科学的新实验途径铺平了蹊径,由于更好地明确本体感知处置惩罚将有助于神经假肢领域的重大希望,使人们能够更自然、更直观地控制人造四肢。
杂志:Cell
DOI:10.1016/j.cell.2024.02.036