运动前区皮层运动规划提前结束预示初级运动皮层更快发出运动指令：人类颅内脑电证据

本研究通过颅内脑电图（iEEG）技术，揭示了人类手指运动中非初级运动皮层（PM/SMA）与初级运动皮层（M1）的高伽马振荡（HGB）时序动力学与反应时（RTs）的关联。研究发现，非初级运动皮层HGB激活提前回归基线可加速M1运动指令发放，缩短RTs；而PM/SMA-M1间持续相位同步则延长RTs。该成果为理解运动层级控制的神经机制提供了直接证据，对运动障碍诊疗具有启示意义。

　　

人类如何实现快速精准的手指运动？这一看似简单的动作背后，隐藏着大脑运动皮层复杂的层级控制机制。传统观点认为，运动前区皮层（包括外侧前运动皮层PM和内侧辅助运动区SMA）负责运动规划，而初级运动皮层（M1）主导运动执行。然而，这些脑区如何通过神经振荡动态协作以调控运动速度，尤其是高伽马波段（60-140Hz, HGB）活动的时空特征如何影响行为表现，仍是未解之谜。

广东三九脑科医院等机构的研究团队利用癫痫患者术中植入的颅内电极，首次捕捉到运动皮层HGB活动的精细时序特征。研究发现，当受试者执行视觉或听觉提示的手指运动时，PM、SMA和M1的HGB功率依次激活。关键突破在于：非初级运动皮层HGB活动越早结束（即"运动规划期"缩短），M1的HGB峰值潜伏期越短，导致反应时（RTs）显著降低；而PM/SMA与M1间持续的相位同步（反映脑区通信需求增加）则与较长RTs相关。这项发表于《Cortex》的研究，为运动控制的"时间编码"理论提供了直接证据。

研究采用三项核心技术：1）基于癫痫患者立体定向植入电极的颅内脑电图（iEEG）记录，覆盖PM/SMA/M1区域；2）时频分析量化HGB功率峰值、潜伏期和持续时间；3）相位锁定值（PLV）计算脑区功能连接强度。实验设计包含视觉/听觉双模态提示和左右手指运动任务，确保结果普适性。

【结果】

1. 运动皮层激活时序：HGB功率在PM（约200-400ms）、SMA（300-500ms）和M1（400-800ms）依次达到峰值，证实运动规划的层级传递特性。
2. 行为相关性：非初级运动皮层HGB持续时间与RTs呈正相关（r=0.72），M1峰值潜伏期与RTs呈正相关（r=0.68），表明规划阶段效率决定执行速度。
3. 脑区协同机制：PM/SMA-M1间HGB相位相干性在慢反应试次中更持久（p<0.01），提示过度神经通信可能延缓运动启动。

【讨论】
该研究首次建立人类运动皮层HGB动态与行为表现的量化关系：1）证实"规划-执行"转换速度取决于非初级运动皮层活动终止时机，这一发现拓展了猴类单神经元研究的结论；2）揭示相位相干性持续时长是运动效率的双刃剑——适度同步确保信息传递，过度同步反而阻碍快速响应；3）为运动障碍（如帕金森病运动迟缓）的神经调控治疗提供新靶点，提示未来可通过实时监测PM/SMA的HGB活动优化脑深部电刺激参数。

研究局限性在于样本均来自癫痫患者，但电极定位的临床属性恰好避免选择偏倚。作者建议未来结合经颅磁刺激（TMS）验证因果机制。这项工作的核心价值在于，将抽象的运动控制理论转化为可测量的神经电生理指标，为理解人类运动敏捷性的生物学基础开辟了新途径。