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成年人學(xué)習(xí)能力差的原因是不會(huì)遺忘

編輯: 路逍遙 關(guān)鍵詞: 記憶資訊 來源: 逍遙右腦記憶
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),人的學(xué)習(xí)能力之所以會(huì)隨著年齡的增長而退化,并不是因?yàn)槲覀兘邮苄滦畔⒌哪芰p弱了,而是因?yàn)槲覀冞^濾和舍棄舊信息的能力在變?nèi)。人年輕的時(shí)候,大腦會(huì)通過強(qiáng)化或弱化特定的腦內(nèi)神經(jīng)聯(lián)結(jié)來建立新的記憶。華裔神經(jīng)科學(xué)家錢卓(Joseph Zhuo Tsien)博士如是說,錢卓是佐治亞董事大學(xué)(Georgia Regents University ,GRU)大腦與行為研究學(xué)會(huì)的聯(lián)合主任,也是該研究的通訊作者。錢卓1999年在普林斯頓大學(xué)任教期間的“聰明鼠”構(gòu)建工作令人矚目,被《科學(xué)》雜志列為當(dāng)年十大科技成果之一。錢卓在遺傳工程和腦科學(xué)等領(lǐng)域做出了許多開創(chuàng)性的貢獻(xiàn),奠定了他在遺傳與基因工程領(lǐng)域的開拓者地位。

這篇發(fā)表于期刊《科學(xué)報(bào)告》(Scientific Reports)的研究稱,當(dāng)大腦上了年紀(jì),至關(guān)重要的“弱化神經(jīng)聯(lián)結(jié)”的過程受到限制。存在于腦部海馬中的NMDA受體就像是一個(gè)調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)和記憶能力的開關(guān),它有兩個(gè)子單位——NR2A基因和NR2B基因。兒童的大腦中,NR2B表達(dá)的比例較高,神經(jīng)元之間的聯(lián)結(jié)因而可以多維持幾毫秒,并產(chǎn)生強(qiáng)度較大的連接(即突觸),以優(yōu)化學(xué)習(xí)和記憶。該過程叫做“長時(shí)增強(qiáng)效應(yīng)”。青春期后,NR2A和NR2B的表達(dá)比例反轉(zhuǎn),神經(jīng)元之間的連接時(shí)間也因此會(huì)稍稍減弱。

錢卓及其同事修改了一些實(shí)驗(yàn)鼠的基因,讓它們像成年人類一樣NR2A基因的表達(dá)多于NR2B 。結(jié)果發(fā)現(xiàn),這些老鼠腦內(nèi)聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度和產(chǎn)生短期記憶的能力并未受到影響,但是它們?nèi)趸窠?jīng)聯(lián)結(jié)的能力(“長時(shí)抑制效應(yīng)”)卻有所降低,并直接導(dǎo)致了長期記憶力的衰退。增強(qiáng)和抑制效應(yīng)的整體作用就是所謂的“信息雕刻”,而從這個(gè)方面來看,成年人NMDA受體中NR2A和NR2B基因的表達(dá)比例并不理想。

錢卓表示,“如果突觸只變強(qiáng)而不減弱,腦內(nèi)那些陳舊無用的信息和“雜音”會(huì)無法消除,大腦就會(huì)出現(xiàn)問題! 平均下來,每個(gè)神經(jīng)元可以建立 3000個(gè)突觸。由于它們?nèi)荚诓粩嗟夭蹲叫碌男畔,必要的篩選是不可或缺的。通過小鼠的實(shí)驗(yàn)可以看出,當(dāng)“信息雕刻”不到位時(shí),短期記憶(比如在快餐廳記住排隊(duì)的編號)和長期記憶(如記住自己在這家餐廳最愛吃的東西)都會(huì)有所衰退。這兩種記憶在阿茲海默癥中也會(huì)受到影響。

在這些實(shí)驗(yàn)小鼠中,長時(shí)抑制效應(yīng)并沒有消失;問題的關(guān)鍵在于小鼠的大腦沒能感知一些本應(yīng)引起神經(jīng)聯(lián)結(jié)弱化的電刺激信號。此前,錢卓的猜想恰恰相反——他以為是強(qiáng)化聯(lián)結(jié)強(qiáng)度能力的減弱,導(dǎo)致了學(xué)習(xí)和接受新事物能力的下降,結(jié)果發(fā)現(xiàn)“受到影響的原來是弱化聯(lián)結(jié)強(qiáng)度的能力”。

錢卓表示,這樣一來,就可以解釋為什么成年人學(xué)外語的時(shí)候多少會(huì)帶有口音,以及為什么老年人的性格通常會(huì)變得固執(zhí)。“我們知道,人一旦到了成熟期,再想練就一口地道的外語就幾乎不可能了。我可以學(xué)會(huì)英文,但我的中國口音在所難免。但原因何在?”

錢卓及其同事們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了當(dāng)NR2B基因表達(dá)比重很大時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么情況。2009年,他與華東師范大學(xué)的研究人員宣布,他們培育的轉(zhuǎn)基因鼠Hobbie-J有著優(yōu)于尋常實(shí)驗(yàn)鼠的智力。十年前,錢卓在《科學(xué)》上發(fā)表的文章也表示他培育出了一只叫做Doogie的轉(zhuǎn)基因鼠。跟Hobbie-J一樣,它腦內(nèi)海馬中的NR2B基因表達(dá)的比例被人工增大,因此獲得了高于平均的智力 。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)鼠Doogie, Hobbie-J及其后代在老去之后,跟同齡的實(shí)驗(yàn)鼠相比,都顯示出了更好的記憶力,F(xiàn)在,錢卓希望可以跟蹤研究實(shí)驗(yàn)鼠在NR2A基因表達(dá)比例增大后會(huì)有怎樣的表現(xiàn)。

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