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脑瓜为啥会越用越灵光
作者: @ 2006-05-17
科学家解读最新发现:脑瓜为啥会越用越灵光
越勤于开动脑筋,就越善于学习和记忆,尤其是在人的孩提时代。这是因为在脑发育过程中多一些感
受多一些外部刺激,可以促进神经元突触的成熟———助其打破沉默,传递信息,形成学习与记忆。昨天
发表于本报头版头条的《揭开神经元“信使”沉默之谜》引起了广泛关注,中科院上海生命科学研究院神
经科学研究所段树民研究员昨天下午接受专访时,进一步给出了“科普版”解释。
神经元之间的“信使”
突触,这个对普通人而言有些拗口的专业词汇,却是脑科学研究的主要阵地之一,历史上多位诺贝尔
奖得主都主攻该领域。在大脑复杂的信息处理过程中,突触是最基本的单位,作为神经元之间的“信
使”,脑的各种功能都与它脱不了干系。科学研究显示,人脑内大约有140亿个神经元,突触的总数更是
个天文数字。
具有很强的可塑性
就像人的一生需经历不同的阶段,突触也是慢慢走向成熟的,而判断成熟与否的标志就是它是否具备
信息传递的功能。出生时,脑内大部分“信使”保持“沉默”(即通常所说的“沉默突触”),无法在神
经元之间传递信息;随着脑的发育成长,“信使”们纷纷打破沉默,担负起信息传递的责任(即转化为正
常突触)。科学家们认为,在这成长过程中,学习和记忆便形成了。天文数字的“信使大军”因此具有很
强的可塑性:成熟的多与少、早与晚,都与大脑功能的强弱密切相关。
“哑巴”在兴奋中成熟
沉默突触是怎样成熟的?过去一二十年里,科学家的注意力多为突触后神经元所吸引。经典学说认
为,沉默突触之所以不具备信号传递功能,是由于突触后神经元是“聋子”———只表达NMDA受体而缺乏
AMPA受体。段树民领导的研究小组同时聚焦突触前神经元和突触后神经元,用3年多时间完成了1000对神
经元细胞活动的记录实验,发现了新的机理。在脑发育早期,有一类沉默突触并不“聋”,其沉默的原因
要归咎于突触前神经元是“哑巴”———不能释放神经递质谷氨酸。研究还发现,增加“哑巴”的活动,
令其在“兴奋”中释放神经递质谷氨酸,可以促进沉默突触快速成熟。