為什么有些人用筷子夾花生米一夾一個準(zhǔn)，而有些人卻總是滑落、夾不起來？

其實(shí)，用筷子夾花生米、扣紐扣、彈鋼琴，這些需要精細(xì)操作的動作，靠的不是蠻力，而是大腦中一群特定神經(jīng)元的精準(zhǔn)調(diào)控。

2026年5月22日，美國威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院Vibhu Sahni教授團(tuán)隊(duì)在《Nature Communications》上發(fā)表研究《Developmental molecular signatures define de novo cortico-brainstem circuit for skilled forelimb movement》。

研究發(fā)現(xiàn)，大腦中存在一類發(fā)育早期就由分子程序定型的皮質(zhì)腦干神經(jīng)元（CBN），它們從不向脊髓延伸軸突，而是特異性支配腦干運(yùn)動核團(tuán)，專門調(diào)控熟練前肢運(yùn)動的精準(zhǔn)性與流暢性。這群神經(jīng)元特異性表達(dá)神經(jīng)肽Y（Npy），是區(qū)別于傳統(tǒng)皮質(zhì)脊髓神經(jīng)元（CSN）的獨(dú)立系統(tǒng)。

獨(dú)立于皮質(zhì)脊髓神經(jīng)元的 CBN 亞群

研究團(tuán)隊(duì)利用逆行示蹤技術(shù)，在小鼠出生后不同時間點(diǎn)分別向腦干和頸髓注射霍亂毒素 B（CTB）標(biāo)記神經(jīng)元。

結(jié)果顯示，早在軸突延伸階段，就有一類皮質(zhì)下投射神經(jīng)元（SCPN）的軸突僅局限在腦干，不會延伸到脊髓，這類細(xì)胞就是皮質(zhì)腦干神經(jīng)元 CBN。它們在扣帶回和外側(cè)體感運(yùn)動皮層中占比最高，且這種投射特異性在發(fā)育早期就已穩(wěn)定，并非后期修剪形成。

怎么區(qū)分CBN和傳統(tǒng)皮質(zhì)脊髓神經(jīng)元（CSN）？

接下來，為了找到區(qū)分 CBN 和皮質(zhì)脊髓神經(jīng)元（CSN）的分子標(biāo)簽，團(tuán)隊(duì)通過熒光激活細(xì)胞分選（FACS）分離不同神經(jīng)元并分析轉(zhuǎn)錄組差異。

結(jié)果顯示，外側(cè)皮層的 CBN 特異性表達(dá)神經(jīng)肽 Y（Npy），而 CSN 則特異性表達(dá) Cartpt。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)， Npy 僅在發(fā)育早期的 CBN 中瞬時表達(dá)，且 Npy+神經(jīng)元和 Cartpt+神經(jīng)元是完全獨(dú)立的兩個亞群。

抑制這群CBN，小鼠還能用爪子夾起食物嗎？

最后，研究人員利用化學(xué)遺傳學(xué)技術(shù)（DREADD）特異性沉默成年小鼠的 Npy+ CBN，并通過單顆粒抓取任務(wù)測試運(yùn)動能力。

結(jié)果顯示，沉默后小鼠抓取成功率顯著下降，且錯誤主要出現(xiàn)在前肢接近目標(biāo)的階段，表現(xiàn)為軌跡混亂、落點(diǎn)偏差大。Npy+ CBN 沉默會破壞動作的流暢性和精準(zhǔn)性，且其軸突優(yōu)先支配中腦網(wǎng)狀核、上丘等與運(yùn)動調(diào)控相關(guān)的腦干核團(tuán)。

一張圖看懂：大腦里的兩套運(yùn)動指揮系統(tǒng)

本研究突破了傳統(tǒng)認(rèn)為皮質(zhì)運(yùn)動輸出僅由皮質(zhì)脊髓神經(jīng)元主導(dǎo)的認(rèn)知，發(fā)現(xiàn)了一條發(fā)育早期就被分子程序定型的全新皮質(zhì)腦干運(yùn)動通路。

傳統(tǒng)運(yùn)動指揮系統(tǒng)

皮質(zhì)脊髓神經(jīng)元（CSN） → 皮層命令 → 脊髓 → 直接指揮肌肉 → 動起來

新發(fā)現(xiàn)（精細(xì)動作）

Npy+皮質(zhì)腦干神經(jīng)元（CBN） → 皮層命令 → 腦干（中腦網(wǎng)狀核等）→ 間接調(diào)控姿勢與精細(xì)度 → 動得準(zhǔn)

小編寄語：

這項(xiàng)研究為理解精細(xì)運(yùn)動的神經(jīng)基礎(chǔ)提供了全新的框架，對腦卒中康復(fù)、脊髓損傷治療等領(lǐng)域有重要啟示。未來的康復(fù)策略不應(yīng)只盯著“主力”皮質(zhì)脊髓束，還應(yīng)考慮如何保護(hù)或代償CBN的功能。

Npy作為特異性分子標(biāo)志，也為靶向基因治療與神經(jīng)調(diào)控提供了關(guān)鍵切入點(diǎn)，讓精準(zhǔn)修復(fù)、精準(zhǔn)康復(fù)成為可能。

https://doi.org/10.1038/s41467-026-73476-4

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