
科學家現在說,大腦大腦皮層的一個相對較新的區域演變為使人類和其他靈長類動物具有必要的小運動技能來拾取小物體並巧妙地使用工具。
匹茲堡大學醫學院醫學院和匹茲堡大學的退伍軍人事務中心神經生物學教授彼得·斯特里克(Peter Strick)說,在包括貓,大鼠和一些猴子在內的大多數動物,包括貓,大鼠和一些猴子,大腦的主要運動皮層通過脊髓的電路進行了間接控制所有運動。
但是在人類中,一些猴子和使用工具的大猿Strick解釋說,這是運動皮層的另一個區域,現在是一組特殊的皮質-----------細胞(CM)細胞的所在地。這些細胞直接控制脊髓運動神經元,後者是導致肩膀,肘部和手指肌肉收縮的神經細胞。
CM細胞施加的直接控制繞過脊髓迴路施加的局限性,並允許發展高度複雜的運動模式,例如所需的手指動作。
“我們所展示的是進化斯特里克說:“在對運動神經元的直接控制中,一個新的皮質區域已經進化,它就在舊的神經元旁邊。我們仍然擁有青蛙擁有的脊柱機械,但具有CM細胞的新皮質區域賦予了人類具有卓越的手工技能來製造和使用工具。
黑猩猩是人類最親密的親戚。在生命的進化樹上,黑猩猩和人類分裂一些研究人員認為,大約400萬年前。在2007年的一項研究中,研究人員得出結論認為黑猩猩可以製造粗糙的工具本身,暗示人類可能繼承了祖先與黑猩猩共同的一些複雜的工具技能。
斯特里克(Strick)和同事讓·阿爾班·拉瑟(Jean-Alban Rathelot)的結論基於一系列實驗,其中將狂犬病病毒注入了猴子的肩膀,肘部或手指中的單個肌肉。該病毒因其在網絡神經細胞之間傳播的獨特能力而被選中,因此被追踪以在主要運動皮層中找到CM細胞。
該發現提供了另一個有趣的解釋:
斯特里克說,從皮質到運動神經元的直接連接在出生時不存在,但在生命的頭幾個月中發展,並且在2歲大約2歲左右就變得完全成熟。因此,嬰兒的運動技能的進步是展示了這些連接的建立。
研究結果本週在在線版本的《雜誌》上詳細介紹國家科學院論文集。這項研究由退伍軍人事務部,美國國立衛生研究院和賓夕法尼亞州衛生部的資助。
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