最近，麻省理工学院皮考威学习与记忆研究所的研究人员在8月25日的《科学》杂志上发表了一项研究，证实了一个长期以来未被证明的事实：当我们学习时，神经元之间的某些关键连接会变强。

“我们证明了大家一直以来所相信的：长期增强（LTP）确实在学习时在海马体中被诱导，”马克·F·贝尔（Mark F. Bear），皮考威神经科学教授说。“这是神经科学家们的一个大发现，因为这种证据在我们了解LTP的30多年里一直缺乏。”

英国MRC国家医学研究院的蒂姆·布利斯（Tim Bliss），布里斯托尔大学的格雷厄姆·科林格里奇（Graham Collingridge）和巴黎南大学的塞尔日·拉罗什（Serge Laroche）在对这项工作的评论中写道：“本文和同期《科学》杂志上的另一篇论文大大增强了LTP作为记忆神经机制的证据。”

LTP是大脑在经历中改变的能力——可塑性的一个例子。LTP建立了神经元之间的连接，即突触，而其对应的长期抑制（LTD）则削弱了未使用的突触。

自从LTP在20世纪60年代末被发现以来，成千上万的论文都基于这样的假设：这种现象是海马体中学习和记忆的一个重要机制。研究人员发现，电刺激神经元，模拟大脑对感官输入的电脉冲，可以加强突触之间的连接。假设是LTP在学习的结果中在海马体中发生，但从来没有确凿的证据证明学习直接与LTP相关。

问题有三个方面。首先，许多学习任务需要事件的多次重复，而动物学习速率的微小差异掩盖了LTP的时间敏感标记。其次，海马体基于学习的突触变化很少且难以检测。第三，很明显，学习可以通过LTD和LTP两种方式存储。

使用麻省理工学院的Susumu Tonegawa开创的技术，神经科学家开始确定哪些基因和蛋白质参与学习。这就形成了“一大堆相关性，但从未证明因果关系”，贝尔说，他还在麻省理工学院的大脑和认知科学系任职。“我们的贡献是，我们已经了解了足够多关于LTP及其在大脑中留下的痕迹的知识，以便跟踪蛋白质的变化。我们问自己，学习是否会引起相同的微妙变化。”

在实验中，老鼠学会了如果它们冲进两个房间的黑暗区域，就会受到不愉快的电击。动物很快学会了避免黑暗的房间，呆在明亮的区域。研究人员使用了生物化学探针来“标记”最近被学习修改的突触，以及一种允许他们在老鼠学习时窃听突触传递的技术。他们发现，学习确实在海马体中的突触之间诱导了LTP。

除了贝尔外，本研究的作者还包括布朗大学的乔纳森·R·惠特洛克（Jonathan R. Whitlock），皮考威研究所的研究科学家阿诺德·J·海恩（Arnold J. Heynen）和研究助理马歇尔·G·舒勒（Marshall G. Shuler）。

这项工作得到了霍华德·休斯医学研究所和国家精神卫生研究所的支持。

联系人：伊丽莎白·汤姆森

马萨诸塞理工学院