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哺乳动物大脑重塑:神经元连接的动态变化揭示学习记忆机制

2006-08-09 20:26 Henry Markram, Jean- EPFL脑与心智研究所 阅读 0
核心摘要: 瑞士EPFL脑与心智研究所最新研究揭示,哺乳动物大脑在新体验后会迅速重塑神经元连接,展现出高度可塑性。神经元连接不断形成和修剪,类似达尔文式进化,优化信息处理能力。这一机制为理解学习记忆及脑疾病干预提供新思路。

最新研究发现,哺乳动物大脑在经历新体验后,会迅速重塑神经元之间的连接,展现出极高的可塑性。瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)脑与心智研究所的科学家通过对新生大鼠新皮质神经元簇的观察,发现神经元连接并非固定不变,而是在短时间内不断形成、测试和重组。这一过程仅需数小时,表明大脑在一天之内即可发生显著变化。

以往研究表明,神经元之间连接强度的变化是记忆形成的基础,且发育期大脑具有高度可塑性。本次研究进一步揭示,神经元选择连接对象时并无特定偏好,而是随时准备重新配置神经回路。研究者Henry Markram和Jean-Vincent Le Bé发现,神经元之间的连接会快速切换,形成一种自适应的重塑机制,大脑持续进行回路的更替、强化与修剪。

Markram形象地将大脑比作社交网络,神经元如同人类,只与少数“朋友”直接相连,并不断更换“朋友圈”以优化信息处理。实验中,研究人员通过谷氨酸刺激样本,发现神经元重塑速度显著提升,说明强烈新体验可加速大脑回路的重构,使其迅速适应新的环境。

这一持续的微回路重塑过程类似达尔文式进化:新体验触发大量新连接,最终只有最适应的连接得以保留。Markram指出,这一发现不仅拓展了神经科学研究的边界,也为理解大脑如何规避特定回路病变(如癫痫)提供了新思路。

参考文献:
Markram H, Le Bé JV. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2006年8月7日网络版。

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