自然猎物捕捉揭示了用于在线控制的经典运动皮层动力学的灵活重构

如今，在自然行为过程中记录神经元群体活动的能力，使我们能够探究：主要在针对静态目标的受限伸手运动中定义的经典运动皮层动力学，是否同样组织那些自定步调、富含反馈且需要持续修正的动作。我们记录了绒猴在自由捕捉活体猎物时的感觉运动皮层活动。这一行为可分为两类：弹道式快速捕捉，以及需要实时调整的动态追逐。弹道式捕捉对应于经典的皮层伸手运动动力学，但不包含由指令规定的延迟期，其中包括近乎正交的运动前与运动子空间。追逐行为并未招募额外的神经维度；尽管其运动学表现更为复杂，动力学仍在同一低维子空间内演化。追逐过程中的修正动作则将这一几何结构重组为一种独特的、反馈主导的状态：运动前活动对运动的预测能力较弱，轨迹缠结程度增加，并且从一个发生偏移的初始状态重新启动了幅度更小、速度更慢的旋转。然而，所有动作类型都共享一个序列性放电率骨架；在弹道式捕捉过程中，该骨架以一种沿躯体拓扑方向传播的波在整个皮层中组织起来，而当动作需要在线修正时，这种传播波则减弱。这些结果表明，感觉运动皮层在自然行为中既保留了经典的动力学结构，又能对其进行灵活重构，以实现在线控制。

如今，记录自然行为过程中神经元群体活动的能力，使我们得以探究：主要在针对静态目标的受限到达任务中定义的经典运动皮层动力学，是否同样能够组织需要持续校正、以自我节奏启动且反馈丰富的动作。我们记录了绒猴在自由捕捉活体猎物时的感觉运动皮层活动。这一行为可分为两类：弹道式快速捕捉，以及需要实时调整的动态追逐。弹道式捕捉对应于经典的皮层到达动力学，但不包含实验者指示的延迟期，其中包括近似正交的运动前子空间与运动子空间。追逐行为并未募集额外的神经维度；尽管其运动学表现更为复杂，动力学仍在同一低维子空间内演化。追逐过程中的校正动作则将这一几何结构重组为一种独特的、由反馈主导的状态：在该状态下，运动前活动对运动的预测能力较弱，轨迹缠结程度增加，并且从偏移后的初始状态重新启动一个幅度更小、速度更慢的旋转。然而，所有动作类型均共享一个序列化的放电率骨架；在弹道式捕捉过程中，该骨架以一种沿躯体拓扑方向传播的皮层波形式组织起来，而当动作需要在线校正时，这种传播波会减弱。这些结果表明，感觉运动皮层在自然行为中既保留了经典的动力学结构，又能为在线控制而灵活地重新配置该结构。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.01.748436v1?rss=1

🏷️ 运动皮层动力学 在线运动控制 感觉运动皮层 神经群体活动 低维神经动力学 灵长类动物行为