浙江
科研人员最新研究表明，仅仅依靠反复练习并不足以确保掌握一项新技能，新练习的动作需要在训练结束后通过记忆巩固过程加以稳定。来自日本东北大学超网络脑生理学领域的科研团队近日在小鼠实验中发现，在训练后对迷走神经进行刺激，能够让实验动物在接下来的几天内表现出更强的运动学习效果。该成果揭示了内脏器官与大脑之间的通信在塑造长期学习能力方面可能扮演着关键角色。
作为连接身体与大脑的重要通路，迷走神经承担着将内脏感觉信息传递给大脑、并将大脑指令下发以调节心率及消化等生理功能的任务。临床上，迷走神经刺激常用于部分神经系统疾病的治疗，以往的研究大多聚焦于该疗法如何调节神经递质系统，而这项最新研究则发现了身体影响大脑的另一条通路。
在实验中，科研人员为小鼠左侧颈部迷走神经植入了微型袖套电极，并对其进行小脑依赖性的水平视动反应眼球运动训练，该任务要求小鼠更精准地追踪移动的条纹，类似于人们站在站台上注视驶过列车车厢时的自主眼球运动。值得注意的是，科研团队仅在每次训练结束后施加迷走神经刺激。刺激并未在小鼠练习的当下带来即时表现的提升，但其益处在随后的测试中逐渐显现，接受刺激的小鼠在后续几天内保留了明显更强的长效学习记忆。
研究团队指出，这一结果表明训练后的神经刺激针对的是练习结束后负责保护和巩固运动记忆的过程，而非直接协助当下的任务表现。东北大学松井广教授表示，实验的核心在于刺激仅在训练结束后进行，这表明迷走神经刺激可能通过让大脑微环境更容易接纳长期改变，从而打开了一个提高学习效果的潜在机会窗口。
为了探寻背后的物理和生理机制，研究团队利用光纤光度法测量了与该学习任务密切相关的小脑绒球区域附近的血容量动态变化。监测发现，单次迷走神经刺激会引发大脑血管的双相反应，即局部血容量在短暂下降后出现延迟性增加。重复的刺激则诱发了局部血容量的节律性振荡。这种血流波动的幅度同样至关重要，显示出更大血管振荡幅度的小鼠，往往在第五天的学习测试中表现出更优秀的记忆保持能力。
该关联表明，迷走神经刺激可能部分通过重塑训练期间受调控脑回路周围的代谢环境来辅助记忆巩固。论文第一作者陈俊宇表示，人体大脑受身体内部状态的影响可能远比人们想象的要深刻，通过调节包括节律性血管运动在内的大脑代谢环境，未来或许有望激发原本处于休眠状态的学习潜力。研究团队接下来将继续优化刺激方案，进一步厘清脑体轴在支持长期神经可塑性方面的作用机制。
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