王佐仁组揭示脚桥核谷氨酸环路调控多种运动功能
2024年11月11日，《Neuroscience Bulletin》期刊在线发表题为《脚桥核谷氨酸环路调控多种运动功能》的研究论文，该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心王佐仁研究组完成。该研究阐明了脚桥核谷氨酸能神经元调控多种运动功能的神经环路机制，为深入理解大脑调控运动提供了重要基础。
脚桥核（PPN）被认为是运动调控的重要脑区，然而，PPN中谷氨酸能（vGluT2）神经元对运动控制的贡献在临床和基础研究中仍存在争议。在临床上，PPN是帕金森病患者深部脑刺激（DBS）的潜在靶点，尤其适用于那些对多巴胺能治疗和丘脑底核/苍白球内侧（STN/GPi）DBS已无反应的患者。尽管个体间反应差异较大，对病例研究的综合回顾表明，PPN-DBS可能改善平衡并减少跌倒的发生率。但，PPN-DBS治疗帕金森病患者的确切机制仍未可知。基础研究中，近期一些高影响力的研究进一步探讨了中脑运动区（MLR）/PPN-vGluT2的功能作用。然而，PPN中谷氨酸能（vGluT2）神经元对运动控制的环路机制仍不清楚。
研究团队发现，喙侧PPN-vGluT2神经元对显著的环境刺激有强烈反应，其激活会立即导致运动停止，但保持现有的姿势控制。此外，研究团队还发现了吻侧PPN-vGluT2神经元活动与运动和同侧转头行为之间的相关性，并进一步描绘了由这些神经元发出的两条关键下游通路：一条投射至尾侧脑桥网状核/前巨细胞网状核（PnC/GiA），起到抑制运动的作用，与“暂停-播放”行为模式相吻合；另一条投射至不定带区（ZI），有助于促进运动。此外，研究团队还发现吻侧PPN-vGluT2神经元的整体激活呈现出一种新的“暂停-切换-播放”运动调节模式。这些发现共同揭示了PPN在运动功能中的复杂作用，并为理解其生理功能及潜在治疗价值提供了综合的理论基础。
脑智卓越中心王佐仁研究员为该论文的通讯作者，博士后黄延旺和博士研究生王上一为该论文的共同第一作者，王清秀、郑超文、杨锋、魏磊和周昕童等也做出了重要贡献。该研究得到了国家科技创新2030—“脑科学与类脑研究”重大项目的支持。
