您的位置:首頁>正文

科學家在小鼠研究中發現:跑越快學習能力越好

【Technews科技新報】許多研究都告訴我們運動不只鍛煉體魄, 還是大腦的天然保健品, 養成運動習慣能提升我們的記憶力、推理能力等。

最近葡萄牙科學家們還在一項新小鼠實驗中發現, 當小鼠跑步速度加快時, 小腦聯想學習能力竟也跟著變好。

小腦攸關我們的運動能力與平衡感, 雖然小腦不會主動發起動作, 但會接收來自脊髓感覺系統與其他腦區的訊號, 影響運動協調、精確度和準確時機控制。 而現代生物醫學研究表明, 小腦除了在感覺認知、運動控制中扮演重要角色外, 也和注意力、語言處理、音樂處理等許多認知功能相關, 亦能調控恐懼與歡樂等情緒反應。

面對不斷變化的環境, 小腦無時無刻都在精准調整自己以應對進退, 其運動技能學習之重要性無法否認。 由葡萄牙一所研究中心 Champalimaud Center for the Unknown 發佈的新研究刊登在《自然-神經科學(Nature Neuroscience)》期刊上, 試圖瞭解小鼠如何在運動中改變小腦內一部分神經回路。

實驗內容主要是觀察當小鼠奔跑速度加快時, 其學習「延遲眨眼」的能力有否跟著變動。 不過團隊原本研究方向是「調節學習」, 類似著名生理學家巴夫洛夫的古典制約理論實驗:讓狗對「鐘聲」與「餵食」兩件事產生連結, 最後狗只有在聽到鐘聲響起時才會流口水。

新實驗讓小鼠在跑步機上奔跑, 小鼠必須學會在眼睛被風吹拂(引起反射性眨眼)之前立刻閉上眼睛, 屬於小腦的學習形式。 結果實驗意外完全無效, 團隊看不到任何結果, 不只每只小鼠測出的資料差距頗大, 就連單只小鼠在相同實驗中的資料變化都大到無法歸納結論。

直到某一刻, 研究人員靈光乍現, 突然考慮到實驗條件失准,

等他們對小鼠的奔跑速度做出調整, 那些阻礙資料的「污點」立刻就消失了。 此外, 他們還發現當所有小鼠都以更快速度跑動時, 它們產生相似的學習曲線和最大眼瞼調節性能。 論文第一作者 Catarina Albergaria 表示, 這證實跑步速度與增強學習間存在因果關係, 而不僅僅是相關性:當跑步速度加快, 學習能力也變強。

跑步與學習增強的大腦聯繫機制究竟為何?首先, 團隊假設是否與視覺系統有關, 比如老鼠在跑步時能看得更清楚, 所以學得更好?但實驗結果顯示, 無論是視覺刺激還是聽覺刺激, 學習效果都一樣, 代表促進學習增強的神經過程不涉及感覺系統, 而可能是感覺訊號經過大腦皮層中的視覺、聽覺或觸覺區域處理後才發生反應。

於是研究人員將目光轉向小腦。

研究人員利用光遺傳學技術以鐳射直接刺激小腦特定神經元, 發現當鞭苔纖維(mossy fibers)管道被刺激而增加活動時, 小鼠學習能力就會提高。 團隊推測, 也許不一定要透過運動, 只要任何能促進苔蘚纖維活動增加的方法, 都可以相對提升學習能力。

實驗結果為我們提出了上述提高個體學習能力的潛在機制, 團隊未來將研究為何走路、有氧運動有助於改善思維、組織新想法。

如需獲取更多資訊, 請關注微信公眾帳號:Technews科技新報

科技新報編輯

Latest posts by Emma Lin

未經許可, 任何媒體、網站或個人不得複製、轉載、或以其他方式使用本網站的內容, 違者必究。

同類文章
Next Article
喜欢就按个赞吧!!!
点击关闭提示