小脑是大脑中最著名的区域之一，仅占该器官总体积的 10%，但包含超过50%它的神经元。
尽管有如此多的处理能力，但人们仍然认为小脑的功能大部分在外面意识领域，而不是协调身体活动，如站立和呼吸。
但去年神经科学家发现它在奖励反应中发挥着重要作用——奖励反应是激励和塑造人类行为的主要驱动力之一。
这不仅为几个世纪以来主要与运动技能和感觉输入相关的小区域开辟了新的研究可能性，而且表明构成小脑大部分的神经元（称为颗粒细胞）正在以我们从未见过的方式发挥作用。预计。
“考虑到大部分神经元驻留在小脑中，在将小脑整合到大脑如何解决任务的更大图景方面取得的进展相对较小，而这种脱节的很大一部分是这样的假设：小脑可以只参与运动任务，”团队中的一名成员说道，当时来自斯坦福大学的马克·瓦格纳。
“我希望这能让我们将其与大脑皮层等更受欢迎的大脑区域的研究结合起来，我们可以将它们放在一起。”
小脑位于大脑后部，维持着大量的连接运动皮层是大脑额叶大脑皮层的一个区域，参与随意运动的计划、控制和执行。
虽然有迹象表明小脑与注意力和语言功能等认知过程有关，但之前对颗粒细胞的研究仅将它们与基本的感觉和运动功能联系起来。
当你看到小脑受损的人受到的影响时，这是有道理的——他们经常会在保持平衡和平衡、执行精细运动技能（例如伸手和抓握）以及保持直立方面遇到困难。
“如果你的小脑受到破坏，你首先看到的就是运动协调缺陷，”其中一位研究人员罗立群说。
但该区域可能发生了更多的事情，因为虽然人类大脑包含大约600亿个小脑颗粒细胞- 数量超过所有其他大脑神经元的总和 - 众所周知，它们很难研究。
为了弄清楚小脑如何控制小鼠的肌肉，斯坦福大学研究小组使用了一种称为双光子钙成像的新技术来观察颗粒细胞，该技术使他们能够实时记录神经元的活动。
您可以在页面顶部看到此类成像的结果 - 明亮的绿色色调不是假色，它实际上是一种称为绿色荧光蛋白，或 GFP。
这种蛋白质是由水母等生物发光动物自然产生的，因为它可以被引入基因组而对细胞几乎没有伤害，所以它被用来设计诸如'格洛鱼'和霓虹灯老鼠。
它还使研究人员能够更轻松地实时跟踪某些细胞的活动 - 只需将其插入生物的 DNA 中，每次被插入时它都会亮起翻译成RNA或模制成蛋白质。
为了了解 GFP 会在小鼠身上揭示什么，研究人员每次推动杠杆时都会给它们提供糖水，让它们移动。
他们期望看到小脑对这些身体运动的反应，但令人惊讶的是颗粒细胞与糖水触发的奖励反应之间存在明显的联系。
正如研究小组解释的那样，当老鼠推动杠杆时，一些颗粒细胞确实会放电，但当老鼠等待或奖励到达时，另一组颗粒细胞就会被激活。
当他们完全拿走奖励时，小脑中又引发了另一组颗粒。
“这实际上是一个侧面观察，哇，他们实际上对奖励做出了反应，”罗说。
正如杰西卡·霍尔 (Jessica Hall) 在 Extreme Tech 上指出的那样2017 年，这并不是第一次大脑的某个区域与运动协调和奖励反应相关——基底神经节位于前脑底部的大脑也由这两种功能驱动，这项新研究暗示小脑也同样复杂。
当然，到目前为止，该研究的结果仅在小鼠身上观察到，因此在将其复制到人类身上之前，我们无法确定它们是否会转化。
但小脑被认为是拥有最多功能的大脑之一。古代进化谱系所有的大脑区域都有类似的连接方式，并且在所有脊椎动物中都以类似的方式连接，所以我们很有可能在人类身上看到类似的东西。
这再次提醒我们，哺乳动物的大脑几乎是无限复杂的，虽然我们人类喜欢将事物区分开来，但这样做时，我们可能会错过每个区域在我们的思考、感觉和行动中所扮演的复杂角色。
该研究发表于自然。
本文的一个版本于 2017 年 3 月首次发布。
