使用一种新颖的系统，研究人员发现基底节的一部分称为纹状体并不像之前认为的那样参与动作选择。相反，纹状体和运动皮层共同协作，指定运动参数以执行某个动作。
当你在权衡两个可能的行动时，你的大脑需要决定该做什么以及如何做。
例如，如果一本书和一个杯子并排坐在桌子上，你的大脑必须决定你是想读小说还是喝咖啡——选择采取的行动。你的大脑还需要弄清楚你是需要向书本的方向伸手20度，还是向杯子的方向伸手20度——指定该行动。
数十年来，大多数神经科学家认为大脑的一个区域，即基底节，负责动作选择，而另一个区域，即运动皮层，负责动作指定。
现在，使用贾内利亚开发的新系统，杜德曼实验室的研究人员发现基底节的一部分叫做纹状体并不参与动作选择，正如之前认为的那样。相反，纹状体和运动皮层共同协作，指定运动参数以完成该动作。
这项新研究阐明了纹状体在运动控制中的作用，这些信息可能有助于研究人员更好地理解运动障碍，如帕金森氏病和亨廷顿舞蹈症。
“现在我们可以开始思考：纹状体是如何控制运动速度的，我们如何将其重新上线，我们如何改善它，”贾内利亚高级组长乔什·杜德曼说。“一个更准确的、概念上的模型，来理解纹状体是如何工作的，最终将有助于我们更清晰地思考如何恢复功能。”
设计、构建、测试
该项目始于十年前，当时杜德曼和他的团队开始看到来自纹状体的数据，这些数据与关于该脑区角色的现有模型相反。
他们的数据与其他观察结果一致，这些结果质疑了纹状体的传统角色。例如，该区域与运动系统连接，暗示它可能涉及行为中更机械的方面。此外，受基底节影响的运动障碍患者，如帕金森氏病或亨廷顿舞蹈症，并不会在决定要做什么时遇到困难，而是在移动他们的肢体去执行时遇到困难。
团队开始测试他们的假设，即纹状体可能涉及灵活的、目标导向的行为的更机械方面。
为了区分不同的可能性，研究人员设计了一项实验，其中动作几乎相同——捡起一本书的动作与捡起一个杯子的动作只有微小的差别。在这种情况下，神经活动模式对于指定是相似的，但对于选择却是不同的。这将使研究人员能够区分这两个动作。
研究人员与贾内利亚实验技术合作，设计了一个新颖的“拉取”系统，其中操纵杆可以处于两种略微不同的位置，这两种位置都需要几乎类似的动作来访问。
研究人员同时记录小鼠在达到操纵杆并拉动以获取水奖励时，纹状体和运动皮层的神经活动。他们发现，当动物在不同的位置伸手和拉动操纵杆时，两个脑区的神经活动是相同的。这些结果表明，纹状体和运动皮层都参与了指定，而不是选择，并且它们共同工作以使动物能够选择如何执行该动作。
该团队的工作提出了关于这两个脑区如何协调以实现相同功能的问题。与其让多个脑区执行完全相同的功能——可能会有“厨师太多”的问题——似乎每个区域可能都有细微的变异。新的发现表明，行为并不是单一代理的结果，而是许多部分代理共同工作的结果。
这项研究还详细介绍了一个新系统，用于测试有关不同脑区在灵活、目标导向行为中角色的假设——研究人员表示，这是一项得益于贾内利亚的项目。
“我们身处一个可以说，我相信我们可以及时构建我们需要的新的实验硬件以执行我们设计的实验，这真是一个巨大的不同，”杜德曼说。“这不仅是加速——而是将其从阈值机会成本以上降低到阈值机会成本以下，我们真的可以尝试它。”
