一项惊人的发现正在推翻关于大脑运动中枢运作机制的长期假设。研究人员发现，两种关键的小脑细胞类型——曾被认为紧密相关——往往并不表现出可预测的行为，尽管其中一种直接影响了另一种。这一发现表明，在研究肌张力障碍、共济失调和震颤等疾病时，科学家们可能一直依赖着错误的信号。
这些疾病源于小脑（大脑中参与运动协调的区域）的问题。当小脑功能受损时，患者可能会出现疼痛性肌肉收缩、异常姿势和无法控制的震颤等症状。
多年来，神经科学家一直关注小脑中两种脑细胞之间的关系。一组称为浦肯野细胞，抑制另一组称为小脑深核细胞的活动。由于这种连接，研究人员通常假设观察浦肯野细胞的活动可以可靠地反映小脑深核细胞的情况。
由Meike van der Heijden领导的一项新研究表明，这一假设可能并不成立。
这项发表在《生理学杂志》（Journal of Physiology）上的研究发现，尽管两种细胞之间存在直接的解剖学连接，但一种细胞类型的活动并不能可靠地预测另一种细胞的活动。
“我们发现浦肯野细胞和深核细胞之间的活动不存在清晰的线性关系。因此，监测其中一种细胞来了解另一种细胞发生的情况，其预测能力非常有限，”该研究所助理教授Van der Heijden说。
对肌张力障碍、共济失调和震颤的影响
这些发现可能对小脑运动障碍的研究和治疗具有重要意义。
“在疾病状态下，浦肯野细胞和小脑深核细胞的活动会受到干扰，更好地理解这些神经元类型之间的关系，最终将有助于优化肌张力障碍、共济失调和震颤等疾病的治疗，”弗吉尼亚理工大学转化生物学、医学与健康研究生项目博士候选人、该论文第一作者Alyssa Lyon说。
浦肯野细胞受到如此多关注的一个原因是它们更容易被研究。它们位于小脑的外层，使研究人员更容易接触到。相比之下，深核细胞位于大脑表面更深处，更难直接测量。
因此，许多科学家将浦肯野细胞的活动视为深部细胞情况的有用生物标志物。
小脑记录的意外结果
在正常情况下，浦肯野细胞抑制深核细胞。基于这种关系，人们预期浦肯野细胞的活动增强会对应于深核细胞的活动减弱，而浦肯野细胞活动的减少则预期会产生相反的效果。
为了验证这一假设，研究团队分析了从小脑疾病临床前模型收集的电生理记录数据库。
结果显示，这两个细胞群之间的活动没有显著相关性。
“我们要建议的是，如果你想了解小脑在疾病状态下的表现，你必须观察深核神经元，而不仅仅是浦肯野细胞，”同时任职于弗吉尼亚理工大学神经科学学院的Van der Heijden说。
她补充说，研究人员在制定侧重于改变浦肯野细胞活动并期望深核细胞做出相应反应的治疗策略时，也应保持谨慎。
“对于理解疾病中的小脑活动，以及治疗这些棘手的疾病来说，这是一个警示案例，”Van der Heijden说。“我们在做假设时需要非常小心，并且要实际进行实验来验证我们的假设。”