响亮声学刺激揭示了人类长潜伏期反射中的在线网状脊髓通路贡献

root 提交于 周六, 08/15/2026 - 16:47
长潜伏期反射(long-latency reflex, LLR)是募集脊髓上通路的最快反馈反应,是理解下行运动通路如何塑造人类快速纠正反应的重要模型。尽管皮质脊髓束对LLR的贡献已得到充分证实,但另一条主要下行运动通路——网状脊髓束——的贡献仍然完全停留在推测层面。为探究其对LLR生成的在线性贡献,我们采用了强声刺激(loud acoustic stimulation, LAS),该刺激能够强烈调动包括脑桥延髓网状结构在内的脑干回路。通过在扰动起始相对于LAS的九个时序点(0–80 ms,间隔10 ms)施加LAS,我们检验了LAS是否能够选择性地促进LLR而非短潜伏期反射(short-latency reflex, SLR),以及这种促进所对应的时段是否会随LAS时序发生系统性偏移。 在12名健康受试者中,我们施加肘关节伸展扰动,以诱发肱二头肌的牵张反射。LAS在LLR中产生了显著的超线性促进作用,而在SLR中未产生此类作用。此外,当LAS施加于扰动起始后50 ms或更晚时,LLR的促进时段会随LAS逐步后移,并始终保持在LAS起始后约30 ms的近似固定延迟。该固定延迟表明,由同一来源诱发的LAS下行输入促进了正在进行中的LLR。结合SLR缺乏显著促进作用这一结果,这一时间模式支持网状脊髓束在人类LLR中存在在线性贡献,并且这一贡献与已确立的皮质脊髓束作用并存。该方法为研究网状脊髓束在人类运动控制中的生理作用提供了一种新的、无创的手段。

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响亮声刺激揭示了人类长潜伏期反射中的在线网状脊髓束贡献

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Hirotaka Sugino, Daichi Nozaki, Junichi Ushiyama

doi: https://doi.org/10.64898/2026.08.10.743894

Hirotaka Sugino 1 庆应义塾大学; 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在本站搜索该作者 Hirotaka Sugino 的 ORCID 记录

Daichi Nozaki 2 东京大学; 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在本站搜索该作者

Junichi Ushiyama 3 庆应义塾大学环境与信息研究学院 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在本站搜索该作者

通讯作者: ushiyama{at}sfc.keio.ac.jp

摘要

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摘要

长潜伏期反射(long-latency reflex, LLR)是招募脊髓上通路的最快反馈反应,是理解下行运动通路如何塑造人类快速纠正反应的重要模型。尽管皮质脊髓束对 LLR 的贡献已得到充分证实,但另一条主要下行运动通路——网状脊髓束——的作用仍然纯属推测。为探究其对 LLR 生成的在线贡献,我们采用了响亮声刺激(loud acoustic stimulation, LAS),该刺激能够强烈激活包括脑桥延髓网状结构在内的脑干回路。通过在扰动起始前后相对于扰动开始的九个时序点(0–80 ms,以 10 ms 为步长)施加 LAS,我们检验了 LAS 是否能够选择性促进 LLR 而非短潜伏期反射(short-latency reflex, SLR),以及这种被促进的时间窗口是否会随 LAS 时序系统性移动。在 12 名健康参与者中,我们施加肘关节伸展扰动,以诱发肱二头肌的牵张反射。LAS 在 LLR 中产生了显著的超线性促进作用,而在 SLR 中未见此现象。此外,当 LAS 在扰动起始后 50 ms 或更晚时施加时,LLR 的促进效应会随着 LAS 的施加而逐步后移,并始终保持在 LAS 起始后约 30 ms 的近似固定延迟。这一固定延迟表明,来自同一源头的 LAS 诱发下行输入促进了正在进行中的 LLR。结合 SLR 未出现显著促进这一结果,该时间模式支持网状脊髓束对人类 LLR 存在在线贡献,并且这一贡献与已确立的皮质脊髓束贡献并存。该方法为研究网状脊髓束在人类运动控制中的生理作用提供了一种新的、非侵入性手段。

利益冲突声明

作者声明不存在竞争性利益。

已声明的资助信息

庆应义塾大学潮田纪念基金博士生资助项目 日本科学技术振兴机构,JPMJSP2123 日本学术振兴会, https://ror.org/00hhkn466 ,22K19736 庆应义塾大学湘南藤泽,2025 年第 1-2 号;2026 年第 1-1 号 Living Platform, Ltd.

版权

本预印本的。 本文依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议提供。

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发布于 2026 年 8 月 14 日。

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Hirotaka Sugino, Daichi Nozaki, Junichi Ushiyama

bioRxiv 2026.08.10.743894; doi: https://doi.org/10.64898/2026.08.10.743894

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响亮声刺激揭示了人类长潜伏期反射中的在线网状脊髓束贡献

Hirotaka Sugino, Daichi Nozaki, Junichi Ushiyama

bioRxiv 2026.08.10.743894; doi: https://doi.org/10.64898/2026.08.10.743894


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.10.743894v1?rss=1

🏷️ 长潜伏期反射 网状脊髓束 响亮声学刺激 运动控制 脑干下行通路