婴儿在子宫里的踢腿可能是治疗疾病和训练机器人的关键

编辑:  来源:  2022-06-23 15:30:52

导读 神经系统是否带有关于它应该如何连接到身体的说明,或者它必须在早期发育过程中解决这个问题?来自南加州大学和瑞典隆德大学的研究人员的一

神经系统是否带有关于它应该如何连接到身体的说明,或者它必须在早期发育过程中解决这个问题?来自南加州大学和瑞典隆德大学的研究人员的一个新模型表明,胎儿在子宫内的自发运动(包括那些踢腿)是让身体的神经系统“连接起来”的关键步骤。研究人员的模型发表在《神经生理学杂志》的两篇论文中,表明神经系统的复杂回路不是由基因预先决定的,而是由身体运动加强的。

研究人员 Henrik Jörntell 教授、瑞典隆德大学博士后研究员 Jonas MD Enander 和南加州大学生物医学工程教授 Gerald E. Loeb 试图了解神经系统的复杂结构——并着手回答这个问题:“强烈的、自发的肌肉收缩是如何以及为什么会在胎儿中出现的?”控制每块肌肉的数百个运动神经元在胎儿体内同步,以产生强烈的肌肉收缩,从而激活肌肉中的传感器。新论文展示了这些相关的活动模式如何用于连接脊髓通过反射协调肌肉的电路。然后,大脑可以使用该电路来学习协调良好、优雅和高效的自主运动。

研究人员的新模型侧重于身体如何学习和适应,建立在 J. Mark Ba​​ldwin 早在 1896 年提出的关于进化的推测之上。具有潜在有用的肌肉骨骼系统突变的新生动物必须存活下来才能繁殖并传播该突变。如果动物的神经系统是为旧身体硬连线的,它可能无法生存。新模型概述了脊髓中的神经回路如何从早期的自发运动中学习新身体的力学。

为什么重要

这种新的开发模式对如何治疗神经肌肉疾病具有重要意义,并且还可以提供一种简单的方法来为机器人设计更好的控制器。

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