科罗拉多大学安舒茨医学院的研究人员发现了一种大脑处理和交流信息的新方式,这种方式可以改善患有神经系统疾病或从脑损伤中恢复的人的学习能力。
该研究发表在《自然神经科学》上。
研究人员专注于髓鞘形成的变化,这是大脑中枢神经系统中某些细胞产生包裹神经元轴突的髓鞘层的过程。这有助于大脑更好地在全身传递电信息。当研究人员在学习之前、期间和之后监测他们的大脑时,健康的老鼠被教导执行一项简单的任务。
“我们的研究提供了关于大脑在学习过程中如何变化的新信息。数据表明,任何人无论何时学习如何骑自行车、扔球,甚至学习新的舞蹈动作,这些行为都会导致模式发生变化参与这些新的运动任务的神经元回路的髓鞘形成,”科罗拉多大学医学院细胞与发育生物学系助理教授 Ethan Hughes 博士说。“以前认为学习不会影响预先存在的髓鞘。我们的工作认为,特定神经元回路上成熟髓鞘的变化可能在我们学习和掌握新的运动任务的能力中发挥重要作用。”
Hughes 发现髓鞘之间的间隙(称为 Ranvier 节点)在学习过程中会变长。与科罗拉多大学医学院生理学和生物物理学系的 Alon Poleg-Polsky 合作完成的计算模型表明,这些变化可能会改变大脑中神经元通信的速度和时间。它还表明,我们对这些任务学习得越好,参与任务的神经元回路的髓鞘形成变化就越大。
这项研究最终可以帮助医生治疗创伤性脑损伤或中风。休斯说,它还可以进一步治疗多发性硬化症等神经系统疾病。
“刺激髓鞘形成的药物、学习技术和康复治疗开始被用于治疗多发性硬化症患者,”休斯说。“我们的研究表明,一些相同的技术也可以用来帮助患有其他疾病或受伤的人恢复他们可能失去的运动功能。它甚至可能帮助健康的人更有效地学习。”
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