大多数脊椎动物脊髓损伤后运动受限甚至瘫痪，而鳗鱼却能在脊髓断裂后继续游泳，甚至在陆地上移动，其背后的神经机制长期成谜。近日，一个国际研究小组揭开了这一谜团，相关研究结果发表于《美国国家科学院院刊》。

该研究小组将两种感觉反馈整合到类似鳗鱼的细长鱼的神经回路模型中，并通过计算机模拟和真实机器人实验测试。研究发现，鳗鱼依靠身体信号(如皮肤的拉伸感和压力感)适应不同环境，这些信号与神经系统内在节律结合，即便在严重脊髓损伤后，也能保持运动协调。

东北大学前沿交叉科学研究所助理教授、该研究主要作者Kotaro Yasui表示，研究结果有助于设计能在复杂不可预测环境中导航的高度适应性机器人。

研究团队先开发整合拉伸和压力两种感觉反馈的神经回路数学模型，假设鳗鱼每个身体部位有类似中枢模式发生器的神经回路，产生由感觉信号调控的运动节律。计算机模拟和机器人实验显示，因传感反馈，模型能快速稳定游动，同样神经回路使机器人能在陆地爬行并绕过障碍物，拉伸反馈对推动障碍物产生向前推力至关重要。

为探索鳗鱼脊髓损伤后保持运动的机制，团队对真实鳗鱼进行脊髓横断实验，并利用带拉伸和压力反馈的神经回路模型进行模拟和机器人实验。结果表明，多感觉反馈与神经回路自身固有节律生成能力结合，使身体在无大脑输入时也能同步损伤部位运动。

此外，该研究还加深了人们对运动进化的理解。东北大学电气通信研究所教授、论文共同作者石黑昭夫解释，游泳神经回路也支持陆地运动，表明脊椎动物过渡到陆地时可能无需全新神经回路，灵活的游泳回路被重新利用，减少了对复杂自上而下控制的需求，同时能在不同环境中有效移动。

更多信息： Kotaro Yasui 等人，《多感觉反馈使游泳回路能够抵御脊柱横断，并使细长鱼类能够在陆地上爬行》，《美国国家科学院院刊》(2025)。