人类功能运作的关键在于时机。
我们根据心理时间感知来指导行为的能力源于大脑前额叶皮层。历史上，这帮助我们寻找食物和躲避捕食者。如今，它使我们能够完成驾驶、过马路和接听电话等日常任务。
对于精神分裂症等心理健康障碍或帕金森病等神经系统疾病患者来说，无法完成这些日常但高级的认知过程可能是毁灭性的。由于这一功能位于前额叶皮层，也使得这些疾病传统上难以治疗。
爱荷华大学卡弗医学院研究人员的新发现为前额叶皮层中引导时间相关思维和行为的认知过程提供了更清晰的理解。在5月6日在线发表于《美国国家科学院院刊》的一项研究中，爱荷华大学研究人员绘制了定时活动期间前额叶皮层不同部位神经元的精确运动和方向。这些知识最终可能指导开发针对影响前额叶皮层疾病的更精准新疗法。
"这些发现阐明了参与时间控制行为的神经回路，"爱荷华大学神经病学教授纳达库马尔·纳拉亚南(Nandakumar Narayanan)医学博士、哲学博士表示，"如果我们能了解在哪里以及如何提供高效干预，我们或许能在一些这些极难治疗的脑部疾病方面取得实质性进展。"
在这项研究中，研究人员观察了接受定时任务的小鼠前额叶皮层的神经活动。他们发现神经元在前额叶皮层内以不同方式活跃：在内侧背侧丘脑，神经活动逐渐下降，而在背内侧纹状体，活动逐渐上升。
"这种活动就像一个闹钟，它不是在正确的时间响起，而是缓慢增加活动直到你应该醒来的时间，"纳拉亚南说。
这种运动进展令研究团队感到意外，也是他们以前无法测量的。纳拉亚南称赞其实验室分子医学研究生、该研究论文的主要作者丁曦(Xi Ding)开发了使这种测量成为可能的技术。
除了神经元活动外，研究团队还识别了神经元以这种方式移动留下的分子"指纹"。这两项发现共同创建了时间相关活动期间大脑中发生的事件地图，并有助于推进对前额叶皮层功能和功能障碍的基本理解。通过确切了解大脑中哪些地方出现问题从而破坏了人们感知和测量时间流逝的能力，他们可以针对故障系统使用药物治疗和干预疗法。
拥有这张地图还为研究人员和临床医生提供了更多识别脑部疾病和状况的方法。
"脑部疾病患者前额叶皮层存在多种功能障碍，观察运动时机——甚至像使用手机的方式、行走方式或在世界中移动的方式这样细微的方面——可能提供关于额叶皮层状况的见解，"同时也是爱荷华神经科学研究所副所长的纳拉亚南说。
有了这些发现，研究人员和临床医生可能通过脑电图(EEG)这一记录大脑实时电活动的成熟技术，寻找前额叶皮层疾病或损伤的迹象。
该研究获得了国家神经疾病和中风研究所、雄鹰兄弟会神经退行性疾病基金和雅典基金的资助。
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