伸手拿杯、躲避障碍物时,大脑为何能快速反应?长久以来,科学界普遍认为大脑运动回路是 “被动等待” 感觉信号输入后才启动反应。但近日,Nature最新发表的研究Sensory expectations shape neural population dynamics in motor circuits彻底颠覆了这一认知 —— 西部大学科研团队借助Kinarm 外骨骼神经学评估研究平台,清晰证实人类大脑不仅能规划动作,更能主动预测潜在干扰、提前调整运动系统,实现更快、更精准的反应。这一发现既深化了对运动神经系统的理解,也让 Kinarm 在神经科学研究与临床转化领域的核心价值再度凸显。作为 Kinarm 中国独家代理商,我们亦为将这一尖端科研工具引入中国、助力国内神经科学发展倍感荣幸。

核心突破:Kinarm验证大脑是 “主动预备者”
据西部大学官方新闻报道,该研究由加拿大感觉运动神经科学首席科学家、西部大学舒立克医学与牙科学院(Schulich School of Medicine & Dentistry)Andrew Pruszynski教授领衔,联合多位顶尖学者完成。团队历时数年攻关,核心假设直指传统认知的盲区:大脑运动回路并非被动等待外界感觉信号,而是会主动进入 “预备状态”,提前为可能的干扰配置反应方案。
要精准捕捉人类肢体在受控干扰下的运动反应、证实这一假设,必须依赖高精度、高可控性的实验设备 ——Kinarm 外骨骼神经学评估研究平台正是这项研究的 “核心搭档”。Andrew Pruszynski教授明确表示:“Kinarm 让我们能在人类身上做以往仅动物模型能做的精细实验,是连接基础研究与临床的桥梁。”

实验验证:Kinarm如何支撑人类实验
为证实 “大脑主动预备机制”,研究团队设计了人类行为、动物神经活动、机械模型多维度实验。西部大学官方新闻特别强调,在贴近人类真实运动场景的人类实验中,Kinarm 机器人系统发挥了不可替代的核心作用,其高精度的扰动控制与数据采集能力,为研究结论提供了最直接、可靠的人类行为证据。
- Kinarm 配备高灵敏度力控模块与精准运动捕捉组件,能模拟日常意外(如拿物被撞),严格控制扰动方向、力度和时机,确保实验一致性;
- 给受试者 “扰动概率线索”(如 “80% 从左侧干扰”),Kinarm 记录数据显示:预期一致时,肌肉反应快 20%、精准度高 15%;
- 同时记录肢体位置、肌肉电信号等,关联大脑活动分析,还原运动控制全过程,发现大脑会提前激活特定肌肉群。
技术协同:Kinarm+Neuropixels突破研究
这项研究的突破,除依赖 Kinarm 在人类实验中的核心作用外,还得益于 Neuropixels 探针技术在猕猴神经记录中的应用 —— 两者分别从 “人类行为” 与 “神经机制” 层面,共同支撑 “大脑主动预备” 的结论,形成了 “行为观察 - 神经验证” 的完整研究闭环。
Neuropixels 实现了对数千个神经元的同步记录,揭示大脑运动回路在扰动前的 “预备状态”;Kinarm 则通过人类行为实验,将神经层面的 “预备状态” 转化为可观察、可量化的运动表现。这种 “神经机制 + 行为验证” 的模式让结论更具说服力。
应用价值:Kinarm助力临床转化
西部大学官方新闻着重阐述了这项研究的价值 —— 不仅在于刷新对大脑的认知,更在于其广阔的临床应用前景。而 Kinarm 作为研究核心实验工具,其成熟的科研应用为临床转化提供了可落地的技术路径。
- 中风康复:用 Kinarm 模拟运动挑战,引导患者大脑主动预测,激活受损回路;还能实时评估康复进展,定制方案;
- 神经损伤诊断:通过标准化任务,量化患者运动控制能力,帮医生精准判断损伤与恢复潜力;
- 脑机接口研发:基于研究揭示的 “神经元预测模式” 优化算法,Kinarm 还可作为验证平台,测试设备性能。
团队秉持 “开放科学”,Kinarm 采集的数据已供多国科研团队使用,推动全球协作。了解更多请联系格罗贝尔生物:400-839-0899。