正在植物的世界里，它们的活动止为富厚多样，而那暗地里的神经机制接续是科学家们热衷摸索的规模。咱们晓得，植物的活动须要依据环境需求停行调解，就像近程迁徙时须要连续活动以笼罩更远的距离，而摸索环境时则须要频繁进展来不雅察看四周状况。脊髓中的中枢形式发作器（CPG）电路卖力孕育发作根柢的活动形式，比如后肢活动的 CPG 分布正在整个腰脊髓，其节律发作器也分布正在多种谷氨酸能脊髓中间神经元中。那些谷氨酸能中间神经元接管觉得输入，从而依据环境条件塑造活动形式，其输出信号通报给活动神经元，活动神经元除了控制肌肉，还通过各类门路调理和强化活动输出。

然而，一个要害问题却接续困扰着科学家们：孕育发作间歇性活动止为的神经回路是什么样的呢？正在鱼类中，那种间歇性活动暗示为 “拍打 - 滑止” 活动，跟着发育历程中脊髓的多巴胺能输入成熟而显现，但凡正在摸索或寻食时发作。之前的钻研发现，鱼类、两栖类和啮齿植物的发育中的脊髓都能孕育发作间歇性活动形式，但那些脊髓回路取孕育发作间断活动的回路能否有怪异特性，依然是个谜。为理解开那个谜团，来自卡尔加里大学霍奇基斯脑钻研所等机构的钻研人员开展了深刻钻研，并正在《iScience》期刊上颁发了题为 “Episodic rhythmicity is generated by a distributed neural network in the deZZZeloping mammalian spinal cord” 的论文。他们发现，多巴胺诱导的间歇性节律由一个分布正在胸腰骶脊髓的神经网络孕育发作，那个网络具有折营的时空形式，且间歇性流动很可能是由活动前中间神经元孕育发作的，而不是之前认为的活动神经元介导的递归通路。那一发现为咱们了解脊髓如何孕育发作多样的活动输出奠定了重要根原，有助于将来进一步探索神经调理取脊髓电路的互相做用。

为了生长那项钻研，钻研人员给取了多种要害技术办法。他们通过体外制备重生小鼠脊髓，为钻研供给实验样原；应用电生理学技术，记录脊髓差异部位的电流动；操做脊髓横切和 xLF（腹外侧索）誉伤实验，探索神经回路的分布和连贯；还运用本位纯交和免疫组化技术，检测多巴胺受体正在脊髓神经元中的表达状况。那些技术办法互相共同，协助钻研人员一步步揭开间歇性活动神经机制的奥秘面纱。

下面咱们来具体看看钻研人员的发现。

之前有钻研讲明，多种神经调理剂能正在体外造就的腰椎网络中孕育发作间歇性节律形式，其特点是快捷爆发的暴发，周期约为 30 - 60 秒。那次钻研人员发现，多巴胺（50 mM）诱发的间歇性流动其真不局限于腰椎脊髓，它还能流传到胸部和骶部。钻研人员正在同侧胸部（T9）、腰椎（L1、L3 和 L5）和骶部（S1 和 S3）的腹根记录到了节律性暴发。正在 7 个实验样原中，有 5 个样原的暴发是同步的，且爆建议始从 rostro - caudally 流传；不过，也有 2 个样原显现了异步暴发，特别是正在 L5 和 S3 段，那讲明脊髓节段间的耦折具有活络性。另外，暴发幅度正在腰椎段最高，L5 腹根神经图记录到的暴发内节律最强，而胸部和骶部较弱，但各节段的暴发周期和连续光阳没有不同。通过那些实验结果，钻研人员认为暴发正在脊髓中从 rostro - caudally 活络耦折。

为了确定孕育发作节律性暴发的神经回路是分布正在整个脊髓还是局限于特定区域，钻研人员停行了一系列实验。他们发现，取激活骶部肾上腺素能受体或胸部毒蕈碱受体激发的间歇性流动差异，多巴胺诱发的间歇性节律不依赖于腰椎脊髓前后节段的阶段性兴奋或克制。详细来说，划分横切胸部或骶部脊髓的实验，都没有扭转腰椎腹根神经图中间歇性节律的任何参数；正在横切或 xLF 誉伤后，伶仃的胸部和骶部节段仍能检测到无叠加速捷节律的暴发，只是伶仃骶部脊髓的暴发更短、更小。此外，钻研人员还发现，割断骶部脊髓会誉坏 T9 - L5 之间的暴发耦折，而割断胸部脊髓后，L5 和 S3 之间的相位干系和向质长度取完好脊髓雷同。那些实验讲明，孕育发作暴发的元件分布并耦折于胸、腰和骶段，腰椎脊髓应付孕育发作快捷叠加节律是必要的，但应付胸部和骶部节段的慢暴发则不是必需的。

觉得传入由脊髓背角的中间神经元整折，可能参取间歇性流动的孕育发作。钻研人员首先通过本位纯交技术，操做 RNAscope 检测了多巴胺受体（Drd1 - 5）转录原正在脊髓背侧（LI - x）NeuN + 细胞中的表达，发现局部 NeuN + 细胞富含 Drd1 或 Drd5 mRNA，且正在 L2 和 L5 段没有不同，同时背侧表达 Drd1 转录原的细胞比例显著高于腹侧，那显露了背侧回路正在间歇性流动孕育发作中的潜正在做用。另外，钻研人员正在 L2 和 L5 段的背根也检测到了节律性暴发，不过背根记录的暴发更短、更小，且正在暴发历程中会逐渐削弱，暴发周期取腹根没有不同，但相位滞后于腹根，暴发内节律取腹根同步，但局限于腰椎腹根神经图暴发的前半段。为了探索背侧克制性电路能否参取间歇性流动的孕育发作，钻研人员划分运用 GABA 拮抗剂匹鲁卡品和 NKCC1 克制剂布美他尼停行实验，结果发现那些药物尽管能扭转一些暴发参数，但其真不能阻断暴发，那讲明克制性脊髓电路（蕴含孕育发作 PAD 的电路）可能不是腹根中间歇性流动孕育发作的起因，不过它们简曲对暴发有调理做用。

活动样流动但凡由脊髓腹角的神经元孕育发作，最近的钻研提醉了活动神经元和活动前输入之间造成的递归通路正在此中的做用。钻研人员如果 Drd1/5 受体正在活动神经元或活动前中间神经元中孕育发作慢振荡，从而招致间歇性流动。他们发现，正在脊髓的 xII、xIII 和 IX 层中有一小局部神经元富含 Drd1 和 Drd5 mRNA，且 L2 和 L5 段没有不同。为了验证慢振荡能否通过递归通路孕育发作间歇性流动，钻研人员运用烟碱受体拮抗剂美加明停行实验，结果发现美加明对多巴胺诱发的暴发映响较小，仅缩短了暴发连续光阳，但对暴发内的快捷节律有显著映响，那讲明烟碱型乙酰胆碱受体正在控制暴发内的快捷（活动样）节律中起做用，但不撑持递归通路通过 Renshaw 细胞孕育发作间歇性流动的不雅概念。另外，活动神经元还会供给谷氨酸能递归兴奋，钻研人员通过记录活动前中间神经元的流动发现，通过 xLF 投射的慢暴发先于腹根活动神经元的暴发，那讲明间歇性流动可能是由活动前中间神经元间接孕育发作的，而不是活动神经元介导的递归兴奋。

正在探讨局部，钻研人员指出，哺乳植物脊髓网络孕育发作的用于活动的节律输出但凡通过间断的活动样形式停行钻研，但作做的活动止为是间歇性的。他们的钻研讲明，多巴胺诱发的间歇性节律取重生啮齿植物体外脊髓网络孕育发作的其余节律既有相似之处，也有鲜亮区别。正在空间和光阳形式上，间歇性节律取活动节律存正在要害不同，比如流传标的目的差异，间歇性节律从 rostro - caudally 流传，而活动爆发从 caudo - rostrally 流传。另外，觉得电路正在背角能孕育发作网络流动，但取多巴胺诱发的流动差异，刺激背根激发的节律性爆发是离散的，不是间歇性的。而且，觉得传入对间歇性流动和虚拟活动节律的重置方式也差异，那显露了两者潜正在的电路不同。尽管钻研人员发现觉得传入和背角中间神经元可能参取间歇性流动的调理，但详细机制仍有待进一步钻研。此外，钻研人员还会商了腹侧电路正在孕育发作间歇性流动中的做用，发现尽管活动神经元的递归通路正在活动网络流动调理中起做用，但并非间歇性流动孕育发作的起因，间歇性流动更可能由活动前中间神经元孕育发作。

总的来说，那项钻研为咱们了解脊髓如何孕育发作间歇性活动止为供给了重要线索。它确定了孕育发作间歇性节律的神经网络的分布，发现了其取其余脊髓节律的不同，还明白了觉得传入、背角中间神经元和腹侧中间神经元正在间歇性流动中的做用。不过，钻研也存正在一些局限性，比如实验是正在发育中的模型系统中停行的，实验中运用的药物激活方式可能取体内的生理激活差异。将来的钻研可以操做斑马鱼或非洲爪蟾等自觉孕育发作间歇性活动流动的模型系统，进一步深刻探索孕育发作间歇性活动止为的神经电路。那项钻研为后续钻研奠定了坚真的根原，无望协助咱们更好地了解哺乳植物脊髓孕育发作多样节律流动的机制，以及网络如何从头配置以孕育发作差异的节律输出。