在环境中寻找食物、社交对象、栖息地以及避开危险对动物的生存至关重要。在复杂环境快速运动过程中,动物不仅需要高度的觉醒维持专注的状态,还需要空间记忆来更新对环境变化的认知。但是目前为止协同调控这些过程的神经环路还不太清楚。之前的研究显示位于脑干脑桥的未定核可能参与调控这些过程,尽管具体细胞类型的神经环路机制还尚不清楚。在本论文中,我们希望探究以下几个问题:（1）未定核的神经元活性是否与运动速度、觉醒和海马theta波相关;（2）未定核与这些行为和生理过程之间是否存在因果关系;（3）未定核控制这些过程的神经环路机制是什么;（4）如果未定核真的可以控制运动速度,那我们是否可以依此构建一个光学的脑-脑接口实时传递运动信息。我们发现未定核神经调节肽B（neuromedin B,NMB）神经元与运动速度、觉醒和海马theta波正相关。光抑制未定核NMB神经元可以阻碍运动、觉醒和海马theta波,光激活未定核NMB神经元可以促进这些行为和生理过程,说明未定核NMB神经元与这些行为和生理过程之间存在因果关系。未定核NMB神经元通过多个下游差异化调控运动、觉醒和海马theta波,投射到中间隔核的神经纤维显得尤为重要。最后,我们建立了一种光学脑-脑接口,实现了跨动物的运动信息传递和同步化运动,信息传递速率比之前同类研究高2-3个数量级。