H09 · Continuous sensorimotor transformation enhances robustness of neural dynamics to perturbation in macaque motor cortex
Zheng, C., Wang, Q., & Cui, H. (2025). Nature Communications, 16, 3213. doi:10.1038/s41467-025-58421-1
静止与移动目标任务对运动皮层微刺激表现出不同敏感性:移动目标条件的状态偏离较小、恢复较快。持续输入模型可解释这种差异,但动物中具体反馈通路尚未被隔离。
核对版本:Zotero motor_control_interception_64 集合本地全文(PDF 全文提取,图注与正文互相校订,2026-09-18;图注所标页码均为 PDF 文件页序,非期刊印刷页码);Zotero 条目。
背景
静止目标允许提前准备,移动目标要求持续更新。本文问这两类准备状态受到相同皮层扰动后是否产生不同后果。
研究思路
比较行为与群体恢复,检查目标和动作相关子空间,并以持续更新的输入模型解释抗扰差异。
方法
主分析两只恒河猴,第三只用于补充。静止或旋转目标在短/长延迟后要求伸手,施加100 ms亚阈值ICMS,并从邻近M1/PMd记录群体活动;眼动与肌电用于辅助检查。
刺激时段包括GO前及GO后、运动前。PCA、互相关、交叉验证状态距离与TDR描述响应,模型则改变目标状态更新及输入控制方式。不同分析使用不同单元子集。
主要结果
静止条件部分刺激时段延长反应时,移动条件PreGO刺激可缩短反应时。两猴静止效应的显著时段并不完全一致,不能概括为所有静止试次都被拖慢。
移动条件的刺激后状态偏离较小、演化较快;目标位置及动作方向相关投影也呈持续更新。这些结果支持任务依赖的准备和恢复,不能仅由投影指定信息来源。
模型中持续更新和持续反馈可复现抗扰差异,但因素共同改变,不能唯一归因于其中一个。眼动结果支持刺激可能帮助GO检测的解释,尚未独立证明反应时缩短的机制。
逐图解读
原文 Fig. 1 · PDF 第 3 页
图1 · 任务和运动学。 比较静止与移动条件,显示相似和差异,不能称运动学完全拉平。
原文 Fig. 2 · PDF 第 4 页
图2 · 微刺激的行为效应。 刺激位置、时段及动物均影响结果,显著性不能跨组套用。
原文 Fig. 3 · PDF 第 5 页
图3 · 神经扰动与恢复。 状态偏离、时移和速度是互补指标,不单独等于恢复通路。
原文 Fig. 4 · PDF 第 6 页
图4 · 单细胞准备活动。 时间变化支持任务依赖性,但示例不代表全部细胞。
原文 Fig. 5 · PDF 第 7 页
图5 · 目标和动作子空间。 TDR描述变量相关活动,尚不是感觉到动作转化的直接因果成像。
原文 Fig. 6 · PDF 第 8 页
图6 · 输入驱动模型。 固定/更新目标状态及前馈/反馈设定共同变化,展示充分性而非唯一归因。
原文 Fig. 7 · PDF 第 9 页
图7 · 眼动与反应时。 GO附近扫视变化为提示效应提供线索,不证明它解释全部恢复优势。
讨论与解读边界
两类任务的速度、反应时和眼动未完全匹配,不能写成运动学已拉平或抗扰性相差固定数量级。ICMS提供刺激效应的因果证据,持续反馈的通路解释仍是模型支持的假说。切断一条候选通路没有效应,也不能立即排除其正常贡献,尚可能有冗余与补偿。
思考问题
- 匹配GO检测、眼动和反应时分布后,移动目标的恢复优势还保留多少?
- 分别改变目标状态更新和持续输入,能否在模型与动物扰动中得到不同预测?