徐伟航

前言

行进运动（Locomotion）是指简单重复的机械运动并产生位移，是脊椎动物运动的基本形式［1］，因此研究行进运动对于运动康复、智能行走等领域的研究有着非常重要的意义［2］。刺激位于脑干中的中脑运动区域（Midbrain Locomotor Region，MLR）可以产生神经信号，经过脊髓中的中枢模式发生器（Central Pattern Generator，CPG）调节，可引发肢体产生左右交替的节律性行进运动，其中运动神经元作为直接控制肌肉的最终神经元在脊椎动物行进运动中扮演着重要的角色。对于运动神经元的研究一直在进行，1992年，Brownstone等人在去除大脑的猫中通过刺激脑干MLR区域产生神经信号来控制猫在跑步机上产生行进运动，同时借助膜片钳技术来研究行进运动中猫运动神经元的兴奋性变化［3］；2004年，Gazula等人研究了运动对于脊髓损伤（Spinal Cord Injury，SCI）大鼠运动神经元位置以及树突形态的影响，发现了运动可以使脊髓损伤大鼠运动神经元树突变得更加丰富［4］。通过实验研究运动神经元得出了许多非常重要的结论，但受限于生理实验的高成本且操作难度大等局限性，很多生理实验无法进行，因此，模型研究运动神经元受到越来越多科研人员的青睐。2009年，Kurian等人使用Matlab软件建立了大鼠运动神经元的双室（胞体、树突）模型研究了细胞形态对于运动神经元放电模式的影响，为脊髓损伤的病理研究提供理论支持［5］；2018年，戴跃等人通过Genisis软件建立了猫的运动神经元模型，给出了离子通道主导的主动膜特性与运动神经元兴奋性之间的数学关系［6］。……