本周預(yù)印本【運(yùn)動主題】20260508

? 本周預(yù)印本

01. 前運(yùn)動皮層組詞組合編碼

02. 運(yùn)動皮層動作地圖空間有序

03. 前運(yùn)動調(diào)控M1

04. 微重力運(yùn)動控制

05. vM1 對氣動刺激快速魯棒響應(yīng)

06. 感覺運(yùn)動預(yù)測可預(yù)測

07. 牽張反射學(xué)習(xí)可預(yù)測

08. 虛擬軌跡控制平滑度

09. 運(yùn)動前 MEP 抑制受 RT

10. 眼手協(xié)調(diào)記憶快速學(xué)習(xí)

本周預(yù)印本

01

bioRxiv · 2026-04-30

Premotor cortex uses a compositional neural geometry to plan words

前運(yùn)動皮層組詞組合編碼

Abramovich Krasa, Kunz, Kamdar, Avansino, Hahn, Singh, Card, Wairagkar, Iacobacci, Hochberg, Brandman, Stavisky, Hender…

背景：言語需要精確排序單詞和音位，但大腦如何在發(fā)聲前靈活準(zhǔn)備甚至從未說過的單詞組合？

方法：兩名義肢臨床試驗參與者中記錄前運(yùn)動皮層顱內(nèi)活動。參與者嘗試說出因子化平衡的音位序列。

結(jié)果：準(zhǔn)備期不僅編碼下一音位，還編碼覆蓋整個單詞的多個未來音位。單詞級計劃由音位表征組合式組合而成，多單詞表達(dá)時活動大致限于第一單詞——發(fā)音規(guī)劃按更高特征層級分段。

價值：直接揭示了言語運(yùn)動規(guī)劃的組合神經(jīng)幾何和層級分段，對序列運(yùn)動組織和神經(jīng)假體設(shè)計有重大價值。

02

bioRxiv · 2026-05-05

Neural coding of arm and hand actions is spatially organized in motor cortex

運(yùn)動皮層動作地圖空間有序

Chehade, Gharbawie

背景：M1 包含向脊髓手臂和手部肌肉投射的不同區(qū)域，但手動行為的編碼如何在空間和時間維度映射到這些區(qū)域？

方法：兩只獼猴執(zhí)行 reach-to-grasp 任務(wù)，線性電極陣列記錄 M1 中 1573 個單神經(jīng)元，結(jié)合 ICMS 運(yùn)動圖譜進(jìn)行空間注冊。

結(jié)果：手臂區(qū)和手部區(qū)的時間解析活動與對應(yīng)肌肉活動呈時間滯后版本的高度相似。手臂區(qū) reaching 選擇性更強(qiáng)，手部區(qū) manipulation 選擇性更強(qiáng)，且區(qū)分是梯度式而非類別式。手部區(qū)任務(wù)條件解碼更準(zhǔn)確。

價值：精細(xì)描繪了 M1 手臂-手部表征的功能空間組織，對理解伸手-抓取的運(yùn)動編碼和神經(jīng)義肢有直接貢獻(xiàn)。

03

bioRxiv · 2026-05-01

Dorsal and ventral premotor cortices differentially influence contralateral motor cortex excitability

前運(yùn)動調(diào)控M1

（見原文）

背景：背側(cè)（PMd）和腹側(cè)（PMv）前運(yùn)動皮層都能通過半球間通路調(diào)節(jié)對側(cè) M1 興奮性，但調(diào)節(jié)模式是否不同？

方法：TMS 雙脈沖范式，分別以 PMd 和 PMv 為條件刺激調(diào)制 M1 的運(yùn)動誘發(fā)電位（MEP），比較兩前運(yùn)動區(qū)的跨半球影響。

結(jié)果：PMd 和 PMv 對對側(cè) M1 興奮性產(chǎn)生不同程度和時間進(jìn)程的調(diào)制，支持兩者在運(yùn)動準(zhǔn)備和執(zhí)行中功能分離。

價值：精細(xì)描繪了前運(yùn)動皮層內(nèi)部的半球間功能組織，對理解運(yùn)動準(zhǔn)備和選擇機(jī)制有價值。

04

bioRxiv · 2026-05-06

Evidence that humans underestimate body mass in microgravity: kinematic signatures in reaching movements during spaceflight

微重力運(yùn)動控制

Zhang, Tian, Wang, Jiang, Wang, Yu, Zhao, Wei

背景：宇航員在微重力下持續(xù)運(yùn)動更慢，是保守控制策略（安全/姿態(tài)穩(wěn)定）還是低估自身體重？兩種假說長期爭論。

方法：中國空間站上 12 名宇航員執(zhí)行手部 reaching 任務(wù)，使用基于模型的運(yùn)動控制參數(shù)分析，區(qū)分前饋力生成和反饋校正。

結(jié)果：微重力下初始前饋力生成減少，隨后補(bǔ)償性反饋校正增加，運(yùn)動時程延長。結(jié)果支持體重低估假說，與策略性減慢假說不一致。

價值：為微重力下運(yùn)動減慢的機(jī)制提供了定量運(yùn)動學(xué)證據(jù)，對理解重力在感覺運(yùn)動控制和運(yùn)動適應(yīng)中的作用有意義。

05

bioRxiv · 2026-05-01

Behavioural Context Shapes Sensory Responses in Vibrissal Motor Cortex

vM1 對氣動刺激快速魯棒響應(yīng)

Freitag, De Vries, Harder, Larkum, Sachdev

背景：運(yùn)動皮層是做普遍的感覺-運(yùn)動編碼，還是上下文依賴的動作選擇？

方法：訓(xùn)練小鼠執(zhí)行多種觸須感覺運(yùn)動任務(wù)，記錄 vM1 各層快速發(fā)放和規(guī)則發(fā)放神經(jīng)元的反應(yīng)，比較氣動刺激和 whisking-to-touch 行為下的活動。

結(jié)果：vM1 對氣動刺激快速魯棒響應(yīng)（15 ms），但在目標(biāo)導(dǎo)向 whisking-to-touch 中僅有弱調(diào)制。M1 活動更緊密關(guān)聯(lián)于特定行為反應(yīng)的選擇而非通用感覺-運(yùn)動編碼。期望和非期望刺激激活部分不同的神經(jīng)元集合。

價值：提供了運(yùn)動皮層上下文依賴動作選擇的直接證據(jù)，對理解 M1 的功能組織內(nèi)涵有重要啟示。

06

bioRxiv · 2026-05-01

Tuned inhibitory control of neuronal firing thresholds explains predictive sensorimotor behavior

感覺運(yùn)動預(yù)測可預(yù)測

Ahn, Kim, Park, Woo, Sohn, Lee

背景：先驗期望在感覺信息不確定時如何指導(dǎo)感覺運(yùn)動行為，其細(xì)胞機(jī)制是什么？

方法：RNN 建模 + 獼猴平滑追蹤行為 + MT 區(qū)電生理。模型預(yù)測在體檢驗。

結(jié)果：RNN 揭示先驗通過選擇性提升偏離預(yù)期方向神經(jīng)元的發(fā)放閾值來實(shí)施，抑制力精調(diào)群體調(diào)諧、降低弱感覺信息下的行為變異。MT 區(qū) delta 波段局部場電位的方向特異性相位偏移驗證了這一預(yù)測。

價值：提供了先驗期望在感覺運(yùn)動行為中如何通過調(diào)諧抑制實(shí)現(xiàn)的具體機(jī)制，是計算-實(shí)驗結(jié)合的范例。

07

bioRxiv · 2026-05-04

Rapid experience-dependent tuning of spinal and transcortical stretch reflexes supports goal-directed movement

牽張反射學(xué)習(xí)可預(yù)測

Akter, Rohlen, Petersson, Dimitriou

背景：脊髓短潛伏期牽張反射（SLR）被視為自動且抵抗快速可塑性——這個經(jīng)典假設(shè)是否絕對？

方法：高密度表面 EMG（64 通道）在 instructed-delay reaching 任務(wù)中記錄胸大肌和后三角肌，用快速擾動探測反射增益變化。

結(jié)果：SLR 增益經(jīng)驗和準(zhǔn)備時間依賴性對數(shù)下降，下降幅度預(yù)測 reaching 表現(xiàn)的改善。早期跨皮層反應(yīng)表現(xiàn)出可比的調(diào)諧。該效應(yīng)在有/無預(yù)加載肌肉時均出現(xiàn)。

價值：挑戰(zhàn)了脊髓反射抵抗快速可塑性的經(jīng)典二分法，對感覺運(yùn)動控制和運(yùn)動學(xué)習(xí)的時間尺度很重要。

08

bioRxiv · 2026-05-05

Decoupling smoothness, accuracy, and kinematic invariance in biological reach: an ablation study of an equilibrium-point controller in a 34-muscle arm model

虛擬軌跡控制平滑度

Kobayashi

背景：工程控制器常違反人類 reaching 的運(yùn)動學(xué)不變量（鐘形速度曲線、近直線路徑、峰值速度時間占 40-50% 運(yùn)動時程），各控制層對諸不變量的貢獻(xiàn)未知。

方法：在 34 肌肉手臂模型中實(shí)現(xiàn)基于 lambda 平衡點(diǎn)假說、最小加加速度虛擬軌跡和脊髓反射的控制器，進(jìn)行因子消融（N=20）。

結(jié)果：虛擬軌跡控制平滑度，視覺運(yùn)動反饋控制準(zhǔn)確度，牽張反射控制峰值速度時間——只有含牽張反射的變體能將速度峰值比例推入人類范圍（0.40-0.50）。此外，在線小腦校正未改善表現(xiàn)。

價值：系統(tǒng)分離了不同生物控制層對 reaching 運(yùn)動學(xué)不變量的貢獻(xiàn)，為生物運(yùn)動控制提供了可驗證的計算基準(zhǔn)。

09

bioRxiv · 2026-04-30

Premovement suppression of corticospinal excitability is modulated by reaction time task requirements

運(yùn)動前 MEP 抑制受 RT

Carlsen, Santangelo, Sadler, Maslovat

背景：運(yùn)動前 MEP 振幅下降的原因是什么——準(zhǔn)備相關(guān)抑制防止過早釋放，還是提高信噪比以促進(jìn)快速啟動？

方法：TMS 在簡單 RT、選擇 RT 和 go/no-go 任務(wù)的不同時間點(diǎn)測量 MEP 振幅變化。

結(jié)果：運(yùn)動前 MEP 抑制受 RT 任務(wù)需求調(diào)節(jié)，在簡單 RT 和 go/no-go 任務(wù)中抑制最大。模式支持抑制與準(zhǔn)備/抑制需求的關(guān)聯(lián)。

價值：為運(yùn)動前皮層脊髓抑制的功能角色提供了解離證據(jù)，有助于理解反應(yīng)準(zhǔn)備、抑制和啟動的神經(jīng)機(jī)制。

10

bioRxiv · 2026-05-04

Eye-hand coordination beyond vision: preceding gaze history shapes reaching memories

眼手協(xié)調(diào)記憶快速學(xué)習(xí)

Abekawa, Gomi

背景：自然 reaching 通常有前眼動，但眼動歷史是否影響 reaching 記憶編碼？此功能長期被忽視。

方法：設(shè)計兩個沖突的 visuomotor map，分別關(guān)聯(lián)不同即時前眼動，測試分開學(xué)習(xí)和泛化能力。

結(jié)果：兩個沖突的 visuomotor map 可分別關(guān)聯(lián)不同前眼動學(xué)習(xí)——正常情況下會因干擾而無法并存。泛化模式可通過基于時間加權(quán)的凝視狀態(tài)距離解釋，表明 reaching 記憶與前凝視歷史緊密編碼。

價值：將眼-手協(xié)調(diào)的功能從視覺引導(dǎo)擴(kuò)展到運(yùn)動記憶的靈活組織，對感覺運(yùn)動整合和運(yùn)動學(xué)習(xí)機(jī)制有啟發(fā)。

BQ

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