小鼠的新研究揭示了意想不到的学习场所与大脑记忆

哥伦比亚的神经科学家发现，以处理基本的感官信息而闻名的简单大脑区域也可以指导复杂的心理活动。这项涉及小鼠的新研究表明，体感皮层(负责触摸的大脑区域)中的细胞在奖励学习中也起着关键作用，奖励学习是一种复杂的学习类型，它使大脑将动作与愉悦的结果联系起来。这是我们如何将办公室的工作与该薪水或A +与我们为考试做准备的学习相联系的基础。

今天发表在《细胞报告》(Cell Reports)上的这项新研究提供了证据，表明学习和记忆并不局限于某些特定区域，而是可以渗透到大脑中。

哥伦比亚Mortimer B. Zuckerman大脑思维主要研究人员Randy Bruno博士说：“我们的大脑精于在看似完全不同的信息之间建立联系或关联，但是这些关联的存储位置仍然是一个悬而未决的问题。”研究所和论文的资深作者。“通过今天的研究，我们不仅目睹了这些关联在单个脑细胞水平上实时形成，而且我们还表明，这种类型的学习发生在人们认为不具备以下能力的大脑区域：这样做。”

大多数细胞由细胞体组成，但神经元的形状更复杂。他们的树枝从身体向外伸出。这些树状分支称为树突，可以从单个细胞中延伸成千上万个，从而将电脉冲链接并发送到邻近神经元的树突中。

树突的组织和布局在体感的大脑皮层中特别有趣。就像多层蛋糕一样，它包含六个独特的层。每层看起来都有些不同。

布鲁诺博士说：“体感皮层中的神经元位于第5或第6层深处，但它们的树突很好地延伸到最上层。”布鲁诺博士也是哥伦比亚瓦格洛斯医师与外科医生学院神经科学副教授。“结果是树突状网络错综复杂，充满了体感皮质的顶层，就像茂密的森林的树冠一样。”

在监视这些树突中的活动的同时，研究人员训练了小鼠执行简单的感觉任务。老鼠用它们的胡须在一个黑暗的房间里感觉到一根细小的杆子。一旦找到了极点，动物就移动了释放水作为奖励的杠杆。

布鲁诺博士说：“由于这项任务涉及动物的触觉，因此我们预期，当晶须触碰到极点时，体感皮层中的树突就会触发。”“但是在任务的第二部分中，当动物获得水奖励时，那些相同的树突再次被发射了，这是我们没有想到的。”

这种将感觉树突直接联系到奖励学习的观察令人困惑。奖励学习是大脑将一系列动作与良好的感觉联系起来的过程，因此更有可能重复这些动作。数十年的研究表明，奖励学习受大脑各个区域的指导，但对感觉皮层的关注却很少。

取而代之的是，传统观点认为，感觉皮层只是传递有关外界刺激的基本信息，例如，胡须碰到极点。该信息被发送到关联皮层，该皮层收集并组织信息以在额叶皮层(大脑较复杂的区域之一)中进行进一步处理。

布鲁诺博士说：“我们的发现表明，大脑比以前想象的要早开始学习复杂的联想。”

的确，当研究人员随后移开电线杆时，接受过这项任务训练的动物还有另一个惊喜。给它们浇水时，它们的体感树突仍然会被发射。相比之下，水对从未学习过该任务的动物的神经活动没有影响，表明该关联是获得性关联。

关于为什么大脑可能进化为使用看似简单的大脑细胞进行学习的原因，布鲁诺博士提出，这可能是大脑抢先一步的一种方式。

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