本周預印本【運動主題】20260508

? 本周預印本

01. 前運動皮層組詞組合編碼

02. 運動皮層動作地圖空間有序

03. 前運動調控M1

04. 微重力運動控制

05. vM1 對氣動刺激快速魯棒響應

06. 感覺運動預測可預測

07. 牽張反射學習可預測

08. 虛擬軌跡控制平滑度

09. 運動前 MEP 抑制受 RT

10. 眼手協調記憶快速學習

本周預印本

01

bioRxiv · 2026-04-30

Premotor cortex uses a compositional neural geometry to plan words

前運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，但大腦如何在發聲前靈活準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動皮層顱內活動。參與者嘗試說出因子化平衡的音位序列。

結果：準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，多單詞表達時活動大致限于第一單詞——發音規劃按更高特征層級分段。

價值：直接揭示了言語運動規劃的組合神經幾何和層級分段，對序列運動組織和神經假體設計有重大價值。

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域？

方法：兩只獼猴執行 reach-to-grasp 任務，線性電極陣列記錄 M1 中 1573 個單神經元，結合 ICMS 運動圖譜進行空間注冊。

結果：手臂區和手部區的時間解析活動與對應肌肉活動呈時間滯后版本的高度相似。手臂區 reaching 選擇性更強，手部區 manipulation 選擇性更強，且區分是梯度式而非類別式。手部區任務條件解碼更準確。

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

03

bioRxiv · 2026-05-01

Dorsal and ventral premotor cortices differentially influence contralateral motor cortex excitability

前運動調控M1

（見原文）

背景：背側（PMd）和腹側（PMv）前運動皮層都能通過半球間通路調節對側 M1 興奮性，但調節模式是否不同？

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

結果：PMd 和 PMv 對對側 M1 興奮性產生不同程度和時間進程的調制，支持兩者在運動準備和執行中功能分離。

價值：精細描繪了前運動皮層內部的半球間功能組織，對理解運動準備和選擇機制有價值。

04

bioRxiv · 2026-05-06

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

微重力運動控制

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

背景：宇航員在微重力下持續運動更慢，是保守控制策略（安全/姿態穩定）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 名宇航員執行手部 reaching 任務，使用基于模型的運動控制參數分析，區分前饋力生成和反饋校正。

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

價值：為微重力下運動減慢的機制提供了定量運動學證據，對理解重力在感覺運動控制和運動適應中的作用有意義。

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

Freitag, De Vries, Harder, Larkum, Sachdev

背景：運動皮層是做普遍的感覺-運動編碼，還是上下文依賴的動作選擇？

方法：訓練小鼠執行多種觸須感覺運動任務，記錄 vM1 各層快速發放和規則發放神經元的反應，比較氣動刺激和 whisking-to-touch 行為下的活動。

結果：vM1 對氣動刺激快速魯棒響應（15 ms），但在目標導向 whisking-to-touch 中僅有弱調制。M1 活動更緊密關聯于特定行為反應的選擇而非通用感覺-運動編碼。期望和非期望刺激激活部分不同的神經元集合。

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

06

bioRxiv · 2026-05-01

Tuned inhibitory control of neuronal firing thresholds explains predictive sensorimotor behavior

感覺運動預測可預測

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感覺運動行為，其細胞機制是什么？

方法：RNN 建模 + 獼猴平滑追蹤行為 + MT 區電生理。模型預測在體檢驗。

結果：RNN 揭示先驗通過選擇性提升偏離預期方向神經元的發放閾值來實施，抑制力精調群體調諧、降低弱感覺信息下的行為變異。MT 區 delta 波段局部場電位的方向特異性相位偏移驗證了這一預測。

價值：提供了先驗期望在感覺運動行為中如何通過調諧抑制實現的具體機制，是計算-實驗結合的范例。

07

bioRxiv · 2026-05-04

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

牽張反射學習可預測

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——這個經典假設是否絕對？

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

結果：SLR 增益經驗和準備時間依賴性對數下降，下降幅度預測 reaching 表現的改善。早期跨皮層反應表現出可比的調諧。該效應在有/無預加載肌肉時均出現。

價值：挑戰了脊髓反射抵抗快速可塑性的經典二分法，對感覺運動控制和運動學習的時間尺度很重要。

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 的運動學不變量（鐘形速度曲線、近直線路徑、峰值速度時間占 40-50% 運動時程），各控制層對諸不變量的貢獻未知。

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

結果：虛擬軌跡控制平滑度，視覺運動反饋控制準確度，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。

價值：系統分離了不同生物控制層對 reaching 運動學不變量的貢獻，為生物運動控制提供了可驗證的計算基準。

09

bioRxiv · 2026-04-30

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

運動前 MEP 抑制受 RT

Carlsen, Santangelo, Sadler, Maslovat

背景：運動前 MEP 振幅下降的原因是什么——準備相關抑制防止過早釋放，還是提高信噪比以促進快速啟動？

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

結果：運動前 MEP 抑制受 RT 任務需求調節，在簡單 RT 和 go/no-go 任務中抑制最大。模式支持抑制與準備/抑制需求的關聯。

價值：為運動前皮層脊髓抑制的功能角色提供了解離證據，有助于理解反應準備、抑制和啟動的神經機制。

10

bioRxiv · 2026-05-04

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

眼手協調記憶快速學習

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：設計兩個沖突的 visuomotor map，分別關聯不同即時前眼動，測試分開學習和泛化能力。

結果：兩個沖突的 visuomotor map 可分別關聯不同前眼動學習——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的凝視狀態距離解釋，表明 reaching 記憶與前凝視歷史緊密編碼。

價值：將眼-手協調的功能從視覺引導擴展到運動記憶的靈活組織，對感覺運動整合和運動學習機制有啟發。

BQ

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