神經(jīng)回路在學(xué)習(xí)、記住動(dòng)作時(shí)會(huì)發(fā)生變化

一個(gè)日德研究小組通過老鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，腦內(nèi)神經(jīng)回路的構(gòu)造在學(xué)習(xí)并掌握身體動(dòng)作的過程中發(fā)生了變化。

寫字、騎自行車等各種動(dòng)作，都是在試錯(cuò)過程中用身體來學(xué)習(xí)的，不久就能無意識(shí)地順利完成。我們已知，初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)中會(huì)產(chǎn)生傳遞信號(hào)的神經(jīng)細(xì)胞連接點(diǎn)，即突觸。只是大腦保存這些記憶的結(jié)構(gòu)，以及在大腦中的重要區(qū)域，尚不清楚。

因此，研究組做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓老鼠用前爪抓住洞口前方的食物。在第1～4天的學(xué)習(xí)初期，初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)的突觸大量形成。此時(shí)，運(yùn)動(dòng)能力越強(qiáng)的老鼠突觸的數(shù)量越多，可見突觸的形成非常重要。而學(xué)習(xí)初期產(chǎn)生的大多是“次級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)”接收到的信號(hào)。而到了學(xué)習(xí)后期的第5～8天，初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)產(chǎn)生的神經(jīng)突觸消失了80%，剩下的部分不是從次級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)接收信號(hào)，而是從間腦中負(fù)責(zé)大腦各種信號(hào)的中繼器“視丘”接收信號(hào)。這些神經(jīng)突觸接收信號(hào)的“棘突”變大，加強(qiáng)初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)接收來自視丘的信號(hào)。在學(xué)習(xí)后期，學(xué)習(xí)到的運(yùn)動(dòng)逐漸自動(dòng)化、習(xí)慣化。

之后進(jìn)行了各種抑制信號(hào)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)初期抑制次級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)的信號(hào)會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)水平很難提高，而抑制來自視丘的信號(hào)則沒有影響。到了第9 天，抑制視丘發(fā)出的信號(hào)，已經(jīng)熟練的運(yùn)動(dòng)就無法正常進(jìn)行了。

一系列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，開始學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)時(shí)，次級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)到初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)的信號(hào)非常重要，之后的記憶由來自視丘的信號(hào)繼承并保存。

這一研究結(jié)果刷新了人類對(duì)運(yùn)動(dòng)相關(guān)大腦結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，使用視覺、聽覺、身體感覺等更高層次功能的學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)也是如此，這有助于進(jìn)一步查明學(xué)習(xí)障礙和認(rèn)知功能障礙的原因。