大脑细胞也要“试镜”

丹娜生物科技有限公司

2018-06-27 9:57:49

几十年来,神经学家一直在想,大脑如何能在不需要成长或扩大的情况下,继续学习新技能。有证据表明,脑细胞(神经元、突触和神经胶质细胞)的数量在人们学习之初会增加,但许多最终会被修剪掉,或者被分配到其他角色中去。不过,德国和瑞典联合研究团队近日在《认知科学趋势》上报告了一个新观点:大脑的膨胀或者收缩是一种达尔文选择过程。

“学习初始阶段的脑细胞会膨胀或增长,然后部分或全部重新规划。”该论文第一作者、德国马普学会人类进化研究所神经学家Elisabeth Wenger说。“这似乎是大脑首先探索各种可能的最佳方式,召集不同的结构和细胞类型进行调试,最后选择最好的,去掉那些不再需要的。”

Wenger把大脑细胞描述为参加试镜的演员,而大脑是导演:大脑通过形成新细胞来召唤候选者,这使得它在体积上有了增长。然后,大脑会让细胞尝试不同的功能――看看哪个能最好地储存或携带信息。一旦确定哪种细胞最有效地发挥作用,大脑会对其他候选者进行否定,或者为其分配不同的角色。

作为证据,研究人员论述了一项研究,即让惯用右手的人学习用左手写字和画画。1个月后,参与者的脑容量增加了,但3周后,他们的大脑几乎恢复正常。研究人员在另一项研究中也观察到类似的结果:让猴子学会使用耙子获取食物。论文中提到的其他研究还包括:人们学习新的手部运动和老鼠区分声音。

研究人员认为,这一理论将影响科学家对神经系统研究的设计。“很明显,在某种程度上,之前的研究设计不足以显示发生的变化的全部范围。”Wenger说。“这个理论要求研究有更多的测量时间点,以适当地显示大脑体积的变化。”