周牧实验室

简介运动控制

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实验室简介

大脑的结构和功能异常复杂，对它的探索被誉为人类探索自然的最后疆域。为了在这个大方向上取得点的突破，我们选择利用小鼠来研究控制运动行为的神经环路机制。小鼠作为最常用的模式生物，其在与人类同源性，操作可行性和实验手段多样性三方面达到了一个完美平衡。在小鼠的众多行为中，运动行为能够被直接量化并易于理解，从而提供了一个很好的切入点让我们去研究大脑是如何控制行为的。我们主要利用清醒动物高通量电生理记录，新型运动行为范式，神经环路追踪及调控，计算建模等方法来研究生理状态下脑干及小脑神经环路如何对运动进行控制和精细调控，以及特发性震颤这一最常见运动障碍性疾病的神经机制。我们希望实验室未来的研究成果不仅能在基础研究领域帮助我们理解大脑如何控制运动，而且能帮助到被特发性震颤这一最常见运动障碍性疾病所困扰的人群。

实验室长期接收博士后，博士研究生，实验技术员，本科生，实习生的申请。我们同样欢迎来自计算机、工程、数学和物理背景并对神经科学有浓厚兴趣的申请者。实验室会提供良好的研究学习氛围，帮助处于各个学业阶段的研究者实现职业发展。有兴趣的申请人请直接与PI通过电子邮件联系。任何时间只要是符合实验室理念的优秀人才我们都会尽快安排面试。

成员

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周牧

吴嘉瑞

陈信超

檀鑫榕

李洁珏

张郅博

郑燊

赵京楚

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研究方向

一、特发性震颤的神经机制

喝水、刷牙、系鞋带这些日常动作可能已经让我们习以为常，但是对于特发性震颤的患者来说这些简单动作都可以变得异常困难。据统计，特发性震颤是最常见的运动障碍性疾病，在总体人群中发病率大约是1%，而且随着年龄增长而发病率逐渐升高。目前对于这一疾病的理解还非常有限。大约一半的病人有家族遗传史，目前找到的易感基因都只能解释很小比例的病人。

实验室在前期工作基础上，用小鼠模型来研究特发性震颤的神经环路机制。虽然特发性震颤的发病机制可能多种多样，包括众多不同的基因突变和环境因素，但是最终病人的临床症状是比较类似的，表现为运动性震颤。我们认为，弄清楚产生运动性震颤的神经环路机制，有可能能让我们搞清不同遗传和环境因素引起的特发性震颤疾病的下游致病机理，从而为开发具有普适性的治疗方案提供可能。

二、小脑神经环路对于精细运动的调节作用

小脑在控制精细运动过程中起了重要作用，同时小脑的解剖结构也相对比较清楚，以上两点为我们研究动物行为的神经机制提供了一个很好的切入点。实验室前期利用特发性震颤小鼠模型进行的研究结果提示，小脑深部核团到脑干运动核团的神经通路可能负责对进行之中的运动行为进行实时纠正。课题组将开发全新的行为学范式，重点利用在体电生理和环路追踪调控技术，继续深入研究以小脑为中心的神经环路如何整合运动指令与本体感觉反馈信息，实时分析运动的执行效果，并在需要时对运动行为进行实时纠正。

三、脑干神经环路在运动控制中的作用

运动是动物行为的输出表现形式。运动最终是由脊髓的运动神经元控制肌肉收缩产生，而任意一个简单的运动都由众多肌肉协同作用而产生。在脑干（延髓，脑桥和中脑）分布着大量控制运动功能的神经元，它们向脊髓的运动神经元发出运动指令。目前对于脑干运动神经环路的结构和功能研究还处于起步阶段。我们认为脑干的运动核团在整个运动系统中处于非常中心的作用，它们从上游接收运动决策和运动计划的信息，形成具体的运动命令并将任务分发给脊髓的运动神经元。我们将综合运用现代的环路研究手段，并结合基于机器学习的动作捕捉技术去探索脑干不同核团和细胞类型在运动控制中的作用。

相册

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