精准刺激大脑运动皮层，就能让身体做出学过的动作

论文标题为靶向刺激运动皮层神经元集群驱动学习动作。研究者关注小鼠初级运动皮层第2/3层（M1 L2/3）在执行熟练动作时形成的可重复神经活动模式。过去有争议：这种模式是运动皮层主动产生并控制动作，还是只是动作的被动反映。实验结合活体双光子钙成像和全息光遗传刺激，在小鼠完成压杆取食任务时测量神经元活动并精准激活功能神经元集群。结果显示，短暂同步激活约20个活动开始早于自主动作的神经元，足以引发与学习动作相似的压杆动作，并使M1其他神经元出现类似学习时的活动模式。光遗传引发的群体活动逐次变化与引发的动作变化一致；刺激前M1活动初始状态能预测这种变异。部分试验中刺激引发学习活动模式但不产生动作，说明学习活动可内源产生，不必然反映动作。任务退出状态下刺激不能产生动作或学习活动；激活动作开始后活动的晚反应神经元不能驱动熟练动作。结论：当M1处于最佳初始状态并收到精确触发输入时，可产生学习活动并驱动学习动作，支持M1主动参与动作生成。图1至图5分别展示早期激活驱动动作、晚期激活不能驱动动作、M1活动解释动作变异、初始状态预测变异、以及不同情境下可引发活动但不引发动作。数据与代码可在Zenodo获取。