吃飯，就像呼吸和睡眠，似乎是一項(xiàng)非?；镜纳飳W(xué)任務(wù)。然而，咀嚼需要舌頭和下頜之間復(fù)雜的相互作用，用舌頭將食物放置在牙齒之間，然后縮回來(lái)，讓路給下頜鉗住食物并將其磨碎。如果這種行為不能精確地協(xié)調(diào)，那么不幸的你就會(huì)咬住舌頭。

    美國(guó)杜克大學(xué)的研究人員，在小鼠中使用一種復(fù)雜的示蹤技術(shù)，映射使進(jìn)餐時(shí)不會(huì)咬舌頭的基本大腦回路。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2014年6月3日的《eLife》雜志，可以使我們認(rèn)識(shí)各種各樣的人類行為，從夜間磨牙到微笑或復(fù)雜的發(fā)聲。

    本文第一作者、杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究生Edward Stanek IV稱：“咀嚼是你能夠有意識(shí)控制的一種活動(dòng)，但是如果你注意力不集中，大腦中這些相互連接的神經(jīng)元就會(huì)為你做這一切。我們很感興趣的是，這一切是如何運(yùn)轉(zhuǎn)的？首先要弄清這些神經(jīng)元存在于哪里。”

    以前的映射嘗試，已經(jīng)產(chǎn)生了這個(gè)咀嚼控制中心的相對(duì)模糊的圖像。研究人員知道，下頜和舌頭中的肌肉運(yùn)動(dòng)，是由稱為“運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元”的特殊神經(jīng)元控制，這些神經(jīng)元反過來(lái)由另外一組稱為“前運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元”的神經(jīng)元控制。但是這些連接的確切性質(zhì)——哪個(gè)前運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元連接到哪個(gè)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元？——還沒有定義。

    本文資深作者、神經(jīng)生物學(xué)副教授、杜克大學(xué)腦科學(xué)研究所成員王帆（Fan Wang）博士，早年畢業(yè)于清華大學(xué)生物系，1993年進(jìn)入美國(guó)哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)專業(yè)攻讀博士學(xué)位，1998年博士畢業(yè)赴斯坦福大學(xué)從事博士后研究。2003年受聘于杜克大學(xué)，多年來(lái)都專注于小鼠的神經(jīng)回路映射。曾多次在《Cell》《Neurons》等頂級(jí)生物學(xué)雜志發(fā)表論文。在她的指導(dǎo)下，Stanek用一種特殊形式的狂犬病毒，來(lái)追蹤咀嚼運(yùn)動(dòng)的起源。

    狂犬病毒，通過向后跳躍穿過神經(jīng)元，直到它感染患者的整個(gè)大腦部位而發(fā)揮作用。在這項(xiàng)研究中，Stanek采用一種遺傳有缺陷的狂犬病毒版本，它只能從肌肉跳至運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，然后回到前運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。這個(gè)病毒還包含一個(gè)綠色或紅色熒光標(biāo)記，使研究人員能夠看到它跳躍之后在哪里著陸。

    Stanek將這些熒光標(biāo)記的病毒，注入兩種肌肉——舌突出頦舌肌和顎關(guān)閉咬肌。他發(fā)現(xiàn)，一組運(yùn)動(dòng)前神經(jīng)元可同時(shí)連接到調(diào)控下頜打開和觸發(fā)舌突出的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。同樣地，他發(fā)現(xiàn)，另一組運(yùn)動(dòng)前神經(jīng)元，連接到兩個(gè)調(diào)節(jié)顎關(guān)閉并負(fù)責(zé)舌頭后縮的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。結(jié)果表明，一種簡(jiǎn)單的方法可協(xié)調(diào)舌頭和下頜的運(yùn)動(dòng)，使舌頭不受傷害。

    Stanek指出：“使用共有的前運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元來(lái)控制多種肌肉，可能是運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的一般特征。對(duì)另外一些針對(duì)大腦其他部分的研究來(lái)說，重要的是記住，單個(gè)神經(jīng)元在多個(gè)下游區(qū)域會(huì)產(chǎn)生影響。”

    研究人員感興趣的是，使用他們的技術(shù)進(jìn)一步研究小鼠大腦，最終映射蔓延至大腦皮層的所有電路。但是首先他們計(jì)劃深入研究前運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元之間的連接。

    Stanek稱：“對(duì)于了解這些顏面動(dòng)作的控制來(lái)說，這只是一小步。我們只研究了兩種肌肉，在咀嚼、飲用和講話過程中，至少有10種其他肌肉是活躍的。仍有需要開展很多工作，來(lái)研究這些肌肉，只有那時(shí)我們才能對(duì)所有這一切如何運(yùn)轉(zhuǎn)，有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)。”