运动学习通过重塑丘脑对运动皮层的调控实现精细动作控制

来自Nature的研究团队通过纵向轴突成像和光遗传学技术，揭示了运动学习过程中丘脑-运动皮层(M1)环路的功能重塑机制。研究发现，经过两周训练的小鼠中，运动丘脑成为编码熟练动作的关键输入源，其通过特异性激活M1浅层(L2/3)的运动编码神经元来优化动作执行。该研究首次阐明上游输入对运动皮层可塑性的调控模式，为神经环路重塑理论提供了重要证据。

　　

这项突破性研究揭示了运动技能学习的神经环路机制。初级运动皮层(M1)作为精细动作控制和学习的核心区域，其浅层(L2/3)是学习依赖性可塑性的关键位点。研究人员采用创新的纵向轴突成像技术追踪小鼠运动皮层主要输入源，发现经过两周训练的"专家"小鼠中，运动丘脑脱颖而出成为编码熟练动作的核心输入源。

通过精妙的光遗传学操控实验，团队鉴定出M1 L2/3中受丘脑输入强烈驱动的神经元亚群。令人振奋的是，运动学习会重塑丘脑对M1的调控模式——在技能娴熟的个体中，丘脑输入会优先激活那些编码特定习得动作的M1神经元。当研究人员选择性抑制专家小鼠的丘脑输入时，其熟练动作执行明显受损。这些发现首次阐明：运动学习通过优化丘脑对运动皮层的功能性输入，建立起高效可靠的神经环路调控模式，从而保障习得动作的精准执行。