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Nature子刊:跑得越快 学习能力越强

  1. 学习

来源:学术经纬 2018-04-18 12:19

 近日,《Nature Neuroscience》上发表了一项很有意思的研究:来自葡萄牙的一支团队发现,小鼠跑得越快,它们的学习能力也就越强。研究人员相信,两者之间不仅具有相关性,而且还有着因果关系!有趣的是,这项研究纯属无心插柳的结果。“我们最初只是想把脑细胞的可塑性与学习能力联系起来。”该研究的第一作者、正在攻读博士学位的Catarina Albergaria说道。在一开始的研究里,

 

近日,《Nature Neuroscience》上发表了一项很有意思的研究:来自葡萄牙的一支团队发现,小鼠跑得越快,它们的学习能力也就越强。研究人员相信,两者之间不仅具有相关性,而且还有着因果关系!

有趣的是,这项研究纯属无心插柳的结果。“我们最初只是想把脑细胞的可塑性与学习能力联系起来。”该研究的第一作者、正在攻读博士学位的Catarina Albergaria说道。

在一开始的研究里,研究人员们让小鼠在跑步机上进行奔跑,然后测试它们的条件反射学习能力。说到条件反射,大家想必都不会陌生——在经典的条件反射实验中,巴甫洛夫让狗一听到铃声,就会流口水。在这项研究里,研究人员们想做的也是类似的工作:他们先让小鼠看到闪光,随即用空气吹小鼠的眼球,让它们闭上眼睛。通过这样的实验,研究人员们期待小鼠能养成看到光就闭眼睛的反射。

但实验取得的数据却让研究人员们感到困惑无比:在不同的小鼠间,乃至同一只小鼠的不同实验,数据都没有统一的趋势。他们看不到任何学习的迹象。用研究人员们的话说,看起来就像是有什么“干扰噪音”影响了实验结果。“实验失败了很久。”人们回忆道。

是什么带来了这些噪音呢?在偶然的机会下,研究人员们爆发出了灵感——研究使用的小鼠带有特定的突变,而这些突变会影响到它们的运动能力。这是否是问题的答案呢?于是,他们进一步统计了不同小鼠的奔跑速度,并与条件反射的学习能力进行比较。简单的一步处理,瞬间让数据变得合理起来!原来,学习能力还与奔跑速度有关。

这仅仅是碰巧相关,还是有着内部的因果联系?为了回答这个问题,研究人员们又进一步提高了这些小鼠的奔跑速度。实验发现,在相同的高速奔跑下,不同小鼠的学习曲线较为接近,学习能力也都有提升。“这是非常让人惊讶的结果。”该研究的负责人Megan Carey教授说道。

“对奔跑速度进行外部强加的变化,足以调节学习能力”,“这个发现提供了因果性上的证据,表明增加运动能增强学习。”研究人员们在论文中这样写道。

这背后有怎样的机理呢?科学家们发现,奔跑带来的学习能力提升可能与小脑有关。利用光遗传学的方法,他们直接对小脑进行刺激,并发现只要能增强小脑中一类叫做mossy纤维的轴突活性,就可以增强学习能力。

这一结果能在人类身上重复吗?目前我们还不知道答案。但我们知道,小脑结构在多种物种里都相当保守,也有一些常见的共有环路。因此研究人员们猜测,这一现象可能也适用于人类。事实上,在苦思冥想时,不少人都喜欢站起身来,来回踱步寻找灵感,这也许是人类也存在类似机制的一个简略佐证。

不过研究人员们也指出,在小鼠里,通过快速奔跑获得的学习能力,也需要运动来进行维持。如果学完就不运动,其表现就会大打折扣。这或许是“生命在于运动”的另一种解读。为了我们的大脑健康,看来我们还需要多运动运动才是。(生物谷Bioon.com)

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