神秘的“僵尸神經(jīng)元”解開大腦學(xué)習(xí)的秘密

研究小鼠學(xué)習(xí)的科學(xué)家無意中在大腦中遇到了“僵尸神經(jīng)元”——不是吃肉、傳播病毒的怪物，而是即使它們在功能上還活著，也會停止正?；拥募?xì)胞。更重要的是，他們?yōu)橐韵路矫嫣峁┝诵碌膯⑹?a>學(xué)習(xí)過程在大腦中。

來自葡萄牙的一個研究小組發(fā)現(xiàn)了這些細(xì)胞，作為對大腦的一部分如何調(diào)用的調(diào)查的一部分小腦從我們周圍的環(huán)境中學(xué)習(xí)。

小腦處理與運動相關(guān)的感覺信息。它可以幫助我們走在擁擠的街道上，或者拿起飲料而不會灑出來，這對學(xué)習(xí)也很重要：所以如果我們撞到什么東西，我們知道如何改進(jìn)我們的動作，以避免下次發(fā)生。這種學(xué)習(xí)究竟是如何發(fā)生的，是這項新研究的主題。

用光遺傳學(xué)，其中細(xì)胞被光操縱，以及小鼠執(zhí)行的學(xué)習(xí)任務(wù)，研究人員能夠顯示某些小腦輸入的關(guān)鍵作用，稱為攀爬纖維.

“在我們持續(xù)刺激攀爬纖維在視覺線索的呈現(xiàn)過程中，小鼠學(xué)會了眨眼以響應(yīng)該線索 - 即使在沒有刺激的情況下，”說神經(jīng)科學(xué)家塔蒂亞娜·席爾瓦（Tatiana Silva），來自尚帕利莫未知中心。

“這證明這些纖維足以驅(qū)動這種類型的聯(lián)想學(xué)習(xí)。

它長期以來一直認(rèn)為攀爬纖維以某種方式參與了學(xué)習(xí)，這是更多的證據(jù)，可能會澄清圍繞它們角色的一些困惑和爭議。以同樣方式操縱的其他類型的腦細(xì)胞對小鼠的學(xué)習(xí)能力沒有相同的影響。

然后研究人員注意到了僵尸神經(jīng)元效應(yīng)。光敏蛋白的引入通道視紫紅質(zhì)-2（ChR2）作為光遺傳學(xué)操作的一部分，基本上已經(jīng)僵尸化了攀爬纖維細(xì)胞。

也就是說，從某種意義上說，它們?nèi)匀换钴S，并且像神經(jīng)元通常一樣放電，但它們并沒有被傳遞。它們不知何故從其他神經(jīng)回路中拔出，使小鼠無法學(xué)習(xí)。

“事實證明，將ChR2引入攀爬纖維會改變它們的自然特性，使它們無法對空氣噴氣等標(biāo)準(zhǔn)感官刺激做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，”說來自尚帕利莫未知中心的神經(jīng)科學(xué)家梅根·凱里（Megan Carey）。

“這反過來又完全阻礙了動物的學(xué)習(xí)能力。

我們現(xiàn)在對學(xué)習(xí)的運作方式有了更精確的認(rèn)識在小腦中.鑒于小鼠和人類大腦之間的相似性，可以合理地假設(shè)相同的過程在起作用。

大腦的科學(xué)，以及它必須學(xué)會做的一切，繼續(xù)令人著迷。當(dāng)你考慮到它如何適應(yīng)和隨時間的變化，當(dāng)然還有更多關(guān)于它的信息幫助我們保護(hù)它太。

“這些結(jié)果是迄今為止最令人信服的證據(jù)，證明攀爬纖維信號對于小腦聯(lián)想學(xué)習(xí)至關(guān)重要，”說凱里。

“我們的下一步包括了解為什么ChR2表達(dá)會導(dǎo)致神經(jīng)元的'僵尸化'，并確定我們的發(fā)現(xiàn)是否擴(kuò)展到其他形式的小腦學(xué)習(xí)。

該研究已發(fā)表在自然神經(jīng)科學(xué).

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