Cell：大腦如何幫你學習新技能？

即使你很多年沒有騎過自行車，當你騎車時你可能也並不需要太多思考就知道如何操作了，如果你是一個熟練的鋼琴演奏家，你很有可能會坐下來演奏一首你之前排練過的歌曲，而且當你開車去上班時，你似乎並不太會積極考慮你駕車的動作。執行這些活動所需要的技能就好像程序性記憶一樣會被存儲在大腦中，近日，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自格萊斯頓研究所（Gladstone Institutes）的科學家通過研究闡明了特殊類型的神經元如何改善這類學習的效率。

圖片來源：medicalxpress.com

最開始，研究人員想通過研究闡明大腦中快閃中間神經元（fast-spiking interneurons）如何誘發機體運動障礙，比如圖雷特綜合征、張力失調和運動障礙等，事實證明，實際上並非如此，但本文中研究人員取得了更大的研究突破。

意想不到的發現之路

研究人員嘗試去理解基底神經節的基本機制，基底神經節是一類位於大腦中控制機體運動的互聯神經元細胞，其同事還與決策制定和行為選擇存在一定關聯，快閃中間神經元不僅在大腦區域中佔到了大約1%的比例，而且在大腦電路組織上也扮演著關鍵角色，有研究人員就假設，這些中間神經元或許也參與了機體的運動控制，而且這些神經元的缺失和機體運動障礙直接相關。

研究者Kreitzer表示，經過兩年的研究我們發現了相反的結果，我們最終證實上述假設是錯誤的，我們發現，中間神經元或許並沒有參與其中，但缺失中間神經元的確會誘發我們所認為的一些癥狀；隨後我們通過研究發現，中間神經元在大腦學習和記憶方面扮演著關鍵角色，而且相比運動障礙而言，其似乎和機體精神病的發生更加密切。

研究者表示，中間神經元在大腦可塑性上扮演著至關重要的角色，基於此，大腦就能儲存信息並且進行程序性記憶；快閃中間神經元就好像大腦可塑性的守門人一樣，當可塑性發生時其非常有限，也就意味著，這些神經元能夠抑制神經元之間連接強度的變化，這對於大腦學習和記憶非常重要，能夠促進基底神經節記住如何執行相關的任務，最後研究人員解釋了中間神經元如何幫助改善大腦程序性學習效率的機制。

具有廣泛意義的新法則

基於當前的研究發現，研究人員重新校正了之前的假設，他們闡明了快閃中間神經元發揮作用的分子機制，以及神經元對於大腦其餘區域學習能力的重要性。研究者Kreitzer說道，如今我們鑒別出了中間神經元控制大腦可塑性的新型機制，這也為我們理解這些神經元在大腦其它區域中所扮演的關鍵角色提供新的思路和希望，本文研究結果或能作為一般的準則來確定快閃中間神經元如何影響所有的神經迴路，而且表現自身行為或疾病的方式在大腦不同區域中或許是不一樣的。

在大腦其它區域中，相同的神經元被認為對於處理感覺輸入非常重要，比如視覺和觸覺等，這些神經元的異常往往與雙相型障礙和精神分裂症直接相關，而快閃中間神經元或許是一種關鍵因素，能夠幫助控制相關大腦系統的學習過程。

原始出處：

Scott F. Owen, Joshua D. Berke, Anatol C. Kreitzer. Fast-Spiking Interneurons Supply Feedforward Control of Bursting, Calcium, and Plasticity for Efficient Learning. Cell 8 February 2018, doi:10.1016/j.cell.2018.01.005

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