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在时刻变化的环境中,选择正确的行动对动物的生存和繁殖至关重要。基底神经节是一系列相互连接的皮层下核团,包括纹状体和黑质,大量研究表明它们在动作选择中发挥着主要作用。教科书经典理论认为基底神经节直接和间接通路相互对立,分别促进和抑制目标运动(“Go/No-go”,“去留”模型)。然而,近年来领域内有不同观点,认为直接通路选择目标行动,而间接通路抑制其它竞争行为以加强目标选择,两通路并非对立而是促进关系(“Co-activation”,“共激活”模型)。这两个模型各获得了一定的实验数据支持,却又无法解释所有实验结果。中心成员 金鑫教授 团队开发出新的动作选择行为范式,根据实验数据和神经解剖提出了一种新的中心(D1通路)- 外周(D2通路一)- 情景(D2通路二)“三重控制”(“Triple-control”) 基底神经节运动控制模型。在新的“三重控制”模型中,间接通路可以动态的参与运动控制,有时候与直接通路拮抗(类似“去留”模型),而有时候与直接通路协作(类似“共激活”模型),取决于网络的激活程度和动物的状态。新的“三重控制”模型可以重现实验数据,并解释之前两个模型无法解释的实验观察。这些结果修正了目前对基底神经节如何控制行为的理解,并对多种运动和精神疾病的病理及其药物治疗具有重要借鉴意义。此项工作发表在国际著名学术期刊《eLife》上。

论文链接:

Li, H., & Jin, X* . (2023). Multiple dynamic interactions from basal ganglia direct and indirect pathways mediate action selection . eLife , 12: RP87644.

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