学习和脑的可塑性研究进展
学习与脑可塑性的研究进展及其教育意义
通讯作者 : 周加仙 , 女。E mail: zhoujiaxian999@ 163. com
周加仙等 : 学习与脑可塑性的研究进展及其教育意义
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些蜜蜂的树突棘呈现不同的形状 , 其形状 取决于外 部世界 对 蜜蜂的刺激 : 从来 未飞出 蜂巢 的幼 蜂树 突棘 头小 茎长 ; 照 顾 蜂巢的工蜂树突棘的头变大 ; 采 蜜的工蜂 由于外界 环境的 刺 激 , 其树突棘的 茎更短 , 头 更大。 Coss[ 11] 对 社会 刺激 丰富 环 境和孤独环境中的珠宝鱼做了类似 的研究 , 也发现 丰富环 境 中生长的鱼 , 树突分枝增加 , 树突棘数 量增多 , 树突 棘的茎 变 短的现象。 Diamond 科学小组研究了社会隔离对大鼠尤 其是 老年大鼠树突棘的影响 , 发现老 年大鼠的 树突棘或 者头小 茎 长 , 或者呈没有茎 的肉瘤 状 ; 单独 饲养 的老 年大 鼠有 许多 肉 瘤状的树突棘。这些 研究表 明经 验与 学习 对动 物脑 中树 突 棘的形状产生了影响。一般认为 , 大脑皮 层头小茎 长形状 的 树突棘可能代表了未受到环境刺激 的初始状 况 , 圆 头下狭 窄 的茎可能会使神经 冲动传 递的 速度 减慢 , 阻 碍它 们的 传递 ; 头大茎短状的树突棘便于神经冲动 快速通过 , 可能 代表了 反 复运用的状态 ; 肉 瘤 状的 树突 棘 可能 代 表 了衰 老 颓废 的 状 态 , 表明树突棘所在的脑区停 止使用了。 树突棘在 信息的 传 递过程中 , 同时 改变 自 身的 形状 , 使 信息 传递 更 加容 易 。 头小茎长形状的树突棘是动态的、 不稳 定的 , 因此 , 具有很 强 的可塑性 , 可能具 有 学习 的 功能 ; 而 头大 茎短 状的 树突 棘 是稳定的 , 可以增强突触的连接 , 可能具有 记忆 的功能 [ 13] 。 许多科学家还研究了学习与树突棘 数量之间 的关系 , 研究 表 明 , 空间学习 [ 14, 15] 、 嗅觉学习 [ 16, 17] 等不同的学习方式对 大鼠 海马趾 CA1 区锥体神经元的基树突、 顶树突的树突棘数 量可 能会产生不同的影响。 K olb 等 人研究 了丰 富环 境和单 调 环境对幼鼠 ( 21 天 ) 、 成年早 期大鼠 ( 4 个 月 ) 、 老 年大鼠 ( 2 年 以上) 树突棘的影 响 , 发现 年龄 也是影 响树 突棘 密度 的一 个 因素。这些 研究初步表明 , 学习引 起了暂 时性的树 突棘密 度 变化 。学习活动中树突棘数量的变化 , 一方面可能表明 这些树突棘具有功能 作用 , 另 一方 面 , 新增 的树 突棘 与轴 突 连接起来也可能增加神经元传递信 息的速度 , 而这 种突触 连 接的数量则可能受到行为的动态影响。 2. 3 学习与练习对脑的结构产生不同的影响 从神经科学的角度来说 , 学习 是神经 元之间形 成新连 接
脑可塑性研究对学习和记忆过程认知解析
脑可塑性研究对学习和记忆过程认知解析引言：人脑是一个复杂而神奇的器官，能够通过学习和记忆逐渐形成认知。
在过去的几十年里，脑可塑性研究逐渐成为神经科学领域的热点。
脑可塑性指的是大脑在面对不同的刺激和经验时，能够改变其结构和功能的能力。
本文将深入探讨脑可塑性对学习和记忆过程的影响，并对相关研究进行认知解析。
一、脑可塑性与学习学习是人类获取新知识和技能的过程，对大脑的可塑性具有重要影响。
脑可塑性通过改变神经元之间的连接强度和建立新的神经回路实现学习过程。
研究表明，学习新事物可以促进脑细胞之间的突触形成和加强，从而增强记忆力和认知能力。
例如，学习弹奏乐器可以扩大大脑的音乐区域，并改善音乐理解和演奏技能。
另外，学习新语言也能够增加大脑的语言处理区域，并提高语言学习和表达能力。
这些研究结果表明，脑可塑性在学习过程中起着重要作用。
二、脑可塑性与记忆记忆是人脑处理和存储信息的能力，脑可塑性对记忆过程产生深远影响。
记忆的形成和巩固主要依赖突触之间的长期增强(LTP)和长期抑制(LTD)过程。
脑可塑性使得神经元之间的连接可以增强或削弱，有助于记忆的编码和回忆。
研究发现，通过多次重复训练或反复回忆，可以增强神经元之间的连接强度，并且这种增强可以持久存在，从而加强记忆的保持和提取能力。
此外，脑可塑性还有助于记忆的迁移，即将已经学会的知识和技能应用到新的环境中。
这些研究结果表明，脑可塑性对于记忆的形成和巩固至关重要。
三、脑可塑性的调节机制脑可塑性的调节机制是一个复杂而多样的过程，涉及到多个分子、细胞和神经网络的相互作用。
近年来，研究人员发现许多分子和信号通路在脑可塑性过程中发挥了重要作用。
其中，神经递质谷氨酸和γ-氨基丁酸(GABA)的平衡调控是脑可塑性的关键。
谷氨酸通过激活NMDA型谷氨酸受体促进突触的增强，而GABA通过激活GABA受体抑制突触的增强。
这种谷氨酸和GABA之间的平衡调节保持了脑可塑性的稳定性。
此外，神经营养因子、突触可塑性蛋白和其他调节因子也参与了脑可塑性的调控。
大脑可塑性及其在学习和记忆中的作用
大脑可塑性及其在学习和记忆中的作用随着科学技术的不断发展，人们对大脑的了解也越来越深入。
而大脑的可塑性，是一个近年来备受关注的话题。
大脑可塑性，指的是大脑可以不断改变其结构与功能，以适应新的环境和需求。
这一现象可以在不同年龄和环境下发现，并且其作用也是十分重要的。
首先，大脑可塑性在学习中扮演着不可或缺的角色。
我们的大脑在接收信息和学习知识的时候，会不断地重塑和调整神经元之间的连接。
实验表明，用电刺激或特定的学习方式可以促进大脑在特定区域形成新的突触或强化既有的突触效应。
这也就意味着，通过学习和思考，大脑可以不断地发展和壮大，提高自身的认知能力和思维水平。
其次，大脑可塑性也在记忆过程中发挥重要的作用。
我们的记忆是由大脑中多个区域的相互作用完成的。
这些区域之间的联系是可以改变的，这也就为记忆的加工和存储提供了基础。
据研究表明，记忆能力与大脑的可塑性紧密相关。
在特定的环境中，如专注学习、充足睡眠和良好的营养摄入，大脑的可塑性和记忆力也更容易得到提高。
除此之外，大脑可塑性还可以通过一些训练方法来促进。
例如在音乐、语言、空间导航等领域的深度学习，会明显增强相对应的区域在大脑内的连接和灰质量。
而运动也可以通过改变神经元和神经元之间的连接，增加脑内血流，从而促进大脑的可塑性和认知能力。
训练大脑也有助于治疗一些神经系统异常，如大脑损伤和脑血管疾病等。
总体来说，大脑可塑性是现代生命科学的一个热门话题。
人们在研究大脑的可塑性中，不仅可以深入了解大脑的结构和功能，而且可以为促进人类社会的进步和健康做出贡献。
而对于个人而言，利用大脑可塑性，不断学习和提升，也是产生巨大益处的。
希望今后更多的人可以关注和充分利用大脑可塑性，从而实现更加成功和充实的生活。
大脑神经可塑性与学习能力的关系研究
大脑神经可塑性与学习能力的关系研究概述：大脑神经可塑性指的是大脑在受到外界刺激后，能够通过改变神经元之间的连接来适应环境变化的能力。
学习能力指的是人们获取新知识、掌握新技能的能力。
研究发现，大脑神经可塑性与学习能力之间存在密切的关系，神经可塑性的发生和调控对学习能力的发展和提高具有重要意义。
一、大脑神经可塑性的概念与机制大脑神经可塑性是指大脑在经历学习、记忆、恢复以及发展过程中，神经元的结构和功能发生可逆性变化的能力。
它是通过两个主要的机制实现的：突触可塑性和神经发生学。
突触可塑性包括突触增强和突触抑制，它是指在不同的刺激下，突触间的连接强度会调整，以适应当前环境需求。
神经发生学是指大脑产生新的神经元和神经元之间的连接，这种现象在发展过程和大脑损伤恢复时尤其明显。
二、大脑神经可塑性与学习能力之间的关系研究发现，大脑神经可塑性在学习能力的形成和提高中发挥着重要作用。
首先，学习过程本身可以引起神经可塑性的发生，通过学习新的知识和技能，大脑中的神经回路会发生改变，突触的连接强度会调整，从而形成学习的痕迹。
这些学习的痕迹使得之后的学习更加高效，学习能力也得到了提高。
其次，神经可塑性的程度和特性也可以影响个体的学习能力。
不同的人在神经可塑性的表现上存在差异，一些人天生拥有更强的神经可塑性，他们在学习过程中更容易形成新的神经连接并巩固学习成果，因此具备更好的学习能力。
此外，神经可塑性还可以促进记忆的形成与巩固，记忆是学习的重要组成部分，因此大脑神经可塑性也与学习能力密切相关。
三、影响大脑神经可塑性和学习能力的因素1. 年龄：大脑神经可塑性在不同的发育阶段表现出不同的特点。
儿童和青少年期的大脑神经可塑性最为丰富，这也是他们学习新知识和技能最为快速的阶段。
随着年龄的增长，大脑神经可塑性逐渐下降，学习能力也会受到影响。
2. 环境刺激和经验：环境刺激和经验对大脑神经可塑性和学习能力起着至关重要的作用。
不同的刺激和经验可以调节突触的结构和功能，从而影响学习效果。
大脑可塑性证明了学习和记忆是可塑的过程
大脑可塑性证明了学习和记忆是可塑的过程学习和记忆是人类智慧的基石，它们定义了我们作为个体的认知能力和知识储备。
过去，人们普遍认为大脑的结构和功能是固定不变的，即学习和记忆的能力是天生的，无法改变或提升。
然而，近年来的神经科学研究发现了大脑可塑性的存在，这一发现证明了学习和记忆是可塑的过程。
大脑可塑性指的是大脑结构和功能在经历学习和记忆过程中的可变性和适应性。
它表示大脑具有改变自身结构和功能的能力，以适应不同的学习需求和环境变化。
大脑可塑性涉及细胞、神经元、神经回路的重组和适应性变化。
首先，研究表明大脑的结构可以发生可塑性的变化。
神经细胞的连接和分支可以随着学习和记忆的需求而改变。
通过使用神经影像技术（如功能磁共振成像和脑电图），研究人员观察到学习过程中大脑的灰质（包括神经细胞体）和白质（包括神经纤维）发生了可见的结构变化。
例如，学习一门新的语言或乐器的人，其大脑相关区域的灰质密度显著增加，这表明大脑细胞的数量和连接增加了。
此外，白质纤维的密度和连接也会发生改变，以便更好地传递信息。
这些结构上的改变直接证明了大脑在学习和记忆过程中的可塑性。
其次，大脑的功能可以通过学习和记忆而改变。
学习和记忆是一种复杂的过程，涉及多个大脑区域之间的协同工作。
神经科学家通过使用刺激和训练来调查大脑功能的改变。
研究表明，学习和记忆训练可以增强大脑的功能，并促进神经网络的发展和改进。
例如，学习一项新技能的人，如驾驶或下棋，与未参与该技能学习的人相比，显示出更高水平的大脑活动和更好的反应能力。
此外，一些研究还发现，通过认知训练，如物理锻炼和记忆游戏，可以提高大脑的执行功能和工作记忆。
这些功能上的变化进一步证实了学习和记忆的可塑性。
大脑可塑性的存在揭示了学习和记忆过程是可以被改变和提升的。
这一发现对教育和认知科学领域产生了深远的影响。
首先，它挑战了传统观念中关于学习和记忆是固定不变的观点，为个体的发展提供了更大的空间。
教育者可以将学习环境设计得更具挑战性和刺激性，以促进学生大脑的可塑性和学习能力的提高。
脑神经可塑性与学习记忆的关系研究
脑神经可塑性与学习记忆的关系研究在我们探索人类认知和智慧的奥秘时，脑神经可塑性与学习记忆的关系无疑是一个关键的研究领域。
这两者之间的相互作用不仅影响着我们日常生活中的学习能力和记忆表现，还对我们理解大脑的工作机制以及如何改善大脑功能具有重要意义。
首先，让我们来了解一下什么是脑神经可塑性。
简单来说，脑神经可塑性指的是大脑神经细胞之间的连接以及神经细胞自身的功能和结构能够根据环境刺激和经验发生改变的能力。
这种改变可以发生在生命的不同阶段，从婴幼儿时期的大脑发育，到成年后的学习和适应新环境，甚至在老年时期的大脑功能维持中都起着至关重要的作用。
那么，脑神经可塑性是如何与学习记忆相关联的呢？当我们学习新的知识或技能时，大脑会产生一系列的神经活动。
这些活动会加强神经细胞之间的连接，形成新的神经回路，或者改变已有的神经回路的效率。
例如，当我们学习一门新的语言时，与语言处理相关的大脑区域会变得更加活跃，神经细胞之间的连接会更加紧密，从而使我们能够更好地理解和运用这门语言。
这种由于学习而导致的大脑结构和功能的改变，就是脑神经可塑性的体现，同时也为我们的记忆形成和存储奠定了基础。
记忆可以分为短期记忆和长期记忆。
短期记忆通常只能维持几秒钟到几分钟，而长期记忆则可以持续数天、数月甚至一生。
在这个过程中，脑神经可塑性发挥着关键作用。
当我们获取新的信息时，它首先被存储在短期记忆中。
此时，大脑中的海马体等区域会参与处理和暂时存储这些信息。
如果这些信息被反复巩固和强化，比如通过复习和实践，那么与之相关的神经连接就会得到加强，从而将这些信息转化为长期记忆，并存储在大脑的皮层等区域。
此外，学习的方式和环境也会影响脑神经可塑性和记忆的形成。
多样化和具有挑战性的学习环境能够激发更广泛的神经活动，促进更多的神经连接形成和改变，从而提高学习效果和记忆能力。
相反，单调和缺乏刺激的环境可能会限制脑神经的可塑性，进而影响学习和记忆。
不仅如此，情绪和压力也对脑神经可塑性与学习记忆的关系产生影响。
脑回路可重塑性的研究进展
脑回路可重塑性的研究进展脑回路可重塑性是指人类脑部神经网络发生的可塑性变化，即神经元之间的连接关系以及神经元自身的功能状态发生变化。
这一现象是人类脑部能够学习、记忆、适应环境的基础之一，也是人类渐进式学习和记忆的基础。
近年来，人们对于脑回路可重塑性的研究越来越深入，探究出了许多重要的发现。
1. 化学信使对脑回路可重塑性的影响化学信使是人体内的一种神经递质，能够影响神经元之间的连接关系和功能状态，从而影响脑回路的可重塑性。
例如，丝氨酸蛋白激酶是一种重要的化学信使，它能够在神经元内部调控与信号转导相关的分子过程，对于神经元的形态和功能都有影响。
研究表明，在若干种重要的学习和记忆的过程中，丝氨酸蛋白激酶都是至关重要的。
此外，花生四烯酸也是一种非常重要的化学信使，它能够直接影响视觉信号的处理方式，从而影响整个脑回路的可重塑性。
研究人员还发现，花生四烯酸对于人类情感记忆的形成也有着重要的影响。
2. 环境对脑回路可重塑性的影响除了化学信使之外，环境对于脑回路可重塑性的影响也非常显著。
例如，儿童在困境中成长的时期，经历的压力和挑战会对其脑部发育产生深远的影响，甚至能够重塑脑回路的连接关系。
在研究人员的实验中，他们发现通过不断地改变小鼠的生存环境，就能够引起其脑回路的可重塑性。
例如，将小鼠置于光照条件不同的环境中，就能够观察到小鼠视觉神经系统连接方式的变化，这一机制也同样存在于人类脑部的可重塑性中。
3. 脑电信号分析在研究脑回路可重塑性方面的应用随着神经科学领域的不断发展，脑电信号分析在研究脑回路可重塑性方面的应用也越来越广泛。
脑电信号分析能够通过记录和处理人类脑电波传播的过程，从而研究人类的注意力、记忆等行为。
在脑电信号分析的应用中，最新技术的高频信号分析相对于传统的低频信号分析能够更加准确地反映脑回路连接情况，从而更好地研究脑回路可重塑性。
4. 脑回路可重塑性在疾病治疗方面的应用脑回路可重塑性的研究不仅能够对于神经科学领域的学术研究产生重要影响，也在疾病治疗方面得到了广泛应用。
大脑神经可塑性的新发现
大脑神经可塑性的新发现在过去的几十年里，神经科学家们一直致力于研究人类大脑的奥秘。
他们发现，大脑对环境和经验有着惊人的适应能力，这被称为神经可塑性。
最近的研究表明，大脑神经可塑性远比我们之前所认识的更为复杂和广泛。
本文将介绍几项关于大脑神经可塑性的新发现。
一、大脑整体结构变化传统上，人们认为成年后的大脑结构相对稳定，并且只有在损伤或学习中才会发生明显变化。
然而，最新的研究结果挑战了这一观点。
科学家们使用了功能磁共振成像（fMRI）等先进技术来研究成年人的大脑结构，并发现其自然状态下也存在不断变化。
通过长期跟踪观察，研究者注意到许多区域在不同时间点展示出不同程度的增加或减少。
这种变化可能与个体日常生活中接受到的各种刺激有关，例如学习新的技能、进行体育锻炼和娱乐活动等。
这表明大脑对于环境的适应能力远远超出我们之前所想象的范围。
二、神经元连接重组另一个引人注目的发现是大脑中神经元之间的连接不仅限于静态的状态，而是频繁地进行重新组织和调整。
当我们接受新的学习任务或者改变生活方式时，一部分神经元之间的连接会增强，同时另一部分则会减弱或消失。
这种神经元连接重组具有重要意义。
它可以使得大脑更加高效地处理信息，并且为我们学习新知识提供了基础。
此外，在创伤性事件后，神经元连接重组也被认为是大脑恢复功能的关键因素之一。
三、感觉皮层可塑性感觉皮层位于大脑最外侧，负责处理感官输入（如视觉、听觉和触觉）。
事实上，在这个区域内发生了一系列重要的可塑性变化。
通过眼科手术患者研究以及计算机模拟等方法，科学家们确定了感觉皮层对于刺激的精细调节能力。
比如，盲人在失明后，触觉和听觉区域在感觉皮层内部得到了重新组织。
这种可塑性使得他们可以更好地利用其他感官来弥补视觉上的缺失。
另一项实验表明，通过音乐训练能够引起大脑中听觉区域的增大和重组。
这不仅改善了音乐技能，还增强了其它认知功能，如注意力和记忆。
四、神经干细胞参与近年来，神经干细胞作为大脑神经可塑性的关键角色之一备受关注。
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马 CA 1区 BDNF 的基因 表达 [17] 。八 臂放 GA P - 43 mRNA 信号 表 达非 常强 烈, 而 GF表达的下降 [30] ; 烟碱对 A lzhe mi er s病
射性迷宫对大鼠进行参考和工作记忆的训 练研究也发现, 在大鼠获得空间学习记忆 的同时伴随海马 BDN F mRNA 表达水平的 增加, 并 且海 马 BDNF 的主 要 受体 T rkB ( trosine k inase B) 的磷酸化水平和空间记 忆密切相 关 [ 18]。 虽然记 忆 的储 存机 制至 今尚不清楚, 但这些研 究结果显 示 BDN F 是学习记忆形成过程必要的因子。记忆的
NM DA 和 AM PA 受体的激活, 增加 NMDA 受体 的 NR 1和 NR 2B 单元 磷酸 化水 平和 AM PA 受体的亚单位 G luR1和 G luR 2 /3的
120 m in后不再增加。用 NMDA 受体阻断 剂 AP5抑 制 LTP 也能显 著阻止 GAP - 43 磷酸化程 度的 提高, 并 且 GA P - 43 磷酸
学习记忆属于高级神经活动或脑的高
学习、感觉刺激如光、听觉、物理等外界 因素的 影 响 [ 2] 。结 构可 塑 性主 要 表现 在 神经元突触形态、神经环路的亚微结构等
级功能, 它是高等动物和人类最具有特色 的生理特性之一, 学习主要是指人或动物 通过神经系统接受环境外界信息而影响自
方面的变化, 其指标主要有树突长度、树 突分支类型、棘密度、突触数目、突触密 度、突触大小及突触界面曲率或突触穿孔 等 [3] 。
等 神 经 可 塑 性 的 首 选 标 志 物 之 一 [ 22] 。 BFGF 和其受体结 合能产 生广泛的 细胞效
GA P- 43在脑中虽然 分布广 泛但不均 衡。 应, 如促进细胞增生分化和血管生成、阻 在神 经系统 的早期 发育阶 段 GAP - 43在 止细胞 凋亡、修复 损伤 组织等 [28]。 bFGF 神经元胞体中的含量较高, 随着年龄的增 在学习记忆与突触可塑性关系中发挥重要 长其表达水平逐步降低, 到成年时大部分 的作用 [29]。 BFGF 能治疗外伤性脑损伤导
BDN F是神经营养因 子家族中的 一员, 是 或 GA P- 48, 是 80 年代 初由 Skene 等人 /胞吐过程, 通过小 囊融合 或诱导 生长锥 脑内分布最广泛的神经营养因子。免疫组 从再生兔外周神经组织中获得。它是一种 和突触前末端的胞吞促进膜的扩展 [ 27]。
化研究发现 BDN F免疫阳性神经元在大鼠 大脑皮质、海马、基底前脑、纹状体、下 丘脑和小脑中广泛存在, 其中以海马和皮
探索学 习 训练 主要 影 响 学习 记 忆功 能。最近的研究表明学习记忆训练能明显 改善阿尔茨海默病模型大鼠的空间学习记 忆能力 [ 9]。应 用 神经 可塑 性 原理 对 视觉 目标进行编码的视觉训练, 也能提高成人 对视觉 目标 的整合 和分 辨能 力 [ 10] 。强化 学习也有助于恢复颅脑损伤患者的记忆功 能 [ 11], 另外运 动再学 习对 脑卒 中后 患者 的吞咽功能、平衡能力、肢体功能的恢复 均有明显的促进作用 [ 12, 13] 。 5 探索学习影响 脑可塑 性的分子 生物学 机制
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综述
学习和脑的可塑性研究进展
张利宣, 赵运涛
【摘要】 中枢神经系统具有明显的可塑性, 学习和脑的可塑性的关系 日益受到人们的关 注, 本文对二者间关系 的研究进展进行了综述, 为今后学习在脑卒中的临床治疗方面的应用提供全面的理论依据。
【关键词】 学习; 脑; 可塑性 【中图分类号】 R 338 【文献标识码】 A 【文章编号】 1007- 9572 ( 2007) 10- 0850- 03
【Ab stract】 It is w e ll know n that C entre N erve Sy stem has sign ifican t p lastic ity. N ow adays mo re and m ore rease rch pay the ir attention on learn ing effect on brain p lasticity after stroke. Th is artic le w ill summ arize co rre lation progress in learn ing and bra in p lasticity, so as to o ffer m ore sc ientific ev idence of " learn ing " on stroke trea tm en.t
经营养因子通过对神经元突触的生成和结 构调 节功 能的 影 响, 有助 于 学习 记 忆过 程 。 [19] 5 2 生 长相关蛋 白 - 43 ( GA P - 43) GA P- 43又名 F1蛋白、 B50、 PP46、 P57
- 43是突触 前末 端的 生长 相关 蛋白, 虽 然其不直接参 与膜骨 架蛋白 的聚合 作用, 但参与释放钙调蛋白, 从而刺激肌动蛋白 和微管 蛋白 的聚 合。 GAP - 43 也参 与了 膜的扩展, 神经递质的释放, 作用于胞吞
的结构, 是影响脑的可塑性的主要因素之
一。经水迷宫训练获得空间辨别性学习记
忆能力的大鼠海马内突触数量、突触活性
区膜面 积和 突触 小 泡数 量及 体 积明 显增 加, 提示空间辨别性学习记忆可引起大鼠 海马突触 形 态学 的可 塑 性变 化 [ 5]。 另外 树突棘是突触可塑性持续存在的基础, 直 接关系到 记 忆在 大脑 的 存储 [6] 。鸟 类和 啮齿类动物的研究表明印迹学习能导致其 脑内特定 区 域树 突棘 密 度的 增 加 [ 7] 。大 鼠嗅 觉 分辨 试 验 研 究发 现 3d 后 其 海马 CA 1区锥体神经元顶端树突棘的密度增加 20% , [8] 刺激大 鼠 眨 眼 试验 1 d 后 海马 CA 1区 神经 元基 底部 树突 棘的 密度 增加 39% 。 [9] 4 探索学习和脑功能可塑性
Progress in L earn ing and B ra in Plastic ity ZH AN G L i - x uan, ZH A O Yun - tao. D ep ar tm en t of Geria tric, theT h ird H o sp ita l of H ebeiM ed ical University, Shij iazhuang 050000, Ch ina
质含量最高, 并且神经元胞体和神经纤维 化及再生的轴突末端含量极高, 对神经纤 均含有 BDN F[16]。另 外在 周围神 经系 统、 维生长、发育、再生以及突触功能的维持 内分泌系统、骨和软骨等组织细胞中也存 和递质释放都起着重要作用, 是神经元生 在少量 BDN F。在脑 的发育过程 中, 从胎 长发育 的标志 蛋白 质 [ 21]。国 际上 将 GA P 龄 15 d直到出生后 2周, BDN F表达水平 - 43列为 研究神 经生 长发 育和 损伤 修复
育有关, 也影响脑损伤后功能的恢复。而 体一直保持相对稳定的状态, 但现存的神
学具有产生新的突起和形成新的突触
系, 本文就学习与脑的可塑性研究进展综 连接的能力, 神经元及其突起所形成的突
述如下。
触回路一直处于持续的被修饰状态。中枢
1 中枢神经系统可塑性
神经 组织 特异 性 磷酸 蛋白 质, 和 神 经发 5 3 碱性成纤 维细 胞生长 因子 ( bFGF ) 育、轴突再生和突触可塑性关 系密切 [ 20] 。 bFGF 属于 成 纤维 细 胞因 子 ( fibroblast 在神经组织中广泛存在, 尤其在生长、分 grow thfacto r, FGF ) 家 族, 是 由 154 个氨
学习记忆的 实质是 信号传 导和 处理。 有报道认为行为依赖性的突触可塑性是学 习记忆 的机 制 [ 14]。海 马突 触的 长时 程增
8 51
强 ( long - term po tentiation, LTP ) 现 象 区胆碱能神经元合成、贮存乙酰胆碱的能 - 43磷酸化 程度研究 发现僵直刺 激后 60
马 LTP 完全恢复, 提示 BDN F在学习和记 忆的获得过程中发挥重要作用。运用原位 细胞杂交融合技术研究表明海马依赖的情 景学习过程可以迅速并选择性诱导大鼠海
脑组织 GAP - 43的 表 达 水 平明 显 减 少。 致的认知障碍, 够改善两侧基底前脑损伤 在成年大鼠嗅球僧帽细胞、皮质锥体细胞 导致的记忆缺陷 [30] ; bFGF 还 与年龄相关 及海马 CA 3区 锥体 细胞、 以单 胺类 为递 的学习 记忆 能力下 降有 关 [ 31] ; 慢性 颞叶 质 的 区 域 如 红 核、 黑 质 及 蓝 斑 核 等 中 癫痫患者的学习记 忆能力障碍伴随着 bF-
未成熟脑在发育过程中受遗传和环境
身行为的过程; 记忆是指获得的信息或经 验在脑内贮存和提取的神经活动过程, 二 者密切相关。 3 探索学习和脑结构的可塑性
学习可导致中枢神经系统形态结构的
因素的共同作用, 通过凋亡修剪等机制建 变化如脑质量增加、体积增大、皮质增厚
等。有研究表明经过对不同声音信号学习
作者单位: 河北医科大学第三医 院老年病 科 (张 利 宣 ); 河北 省 直 属机 关 医 疗保 健 室 (赵运涛 )
【K ey w ord】 Learning; B ra in; P lasticity
中枢神经系统具有明显的可塑性并且 立与环境相适应的神经细胞突触连接和相
持续终生。中枢神经系统这种形态结构和 应的神经元回路, 形成了高度复杂的中枢
功能活动上的可修饰性不仅与脑的正常发 神经系统。成熟的神经系统虽然神经元胞
神经系统所具有的突触形态和功能的可塑
中枢神经系统可塑性是指在环境变化 性正是人类从幼年、成年到老年能够不断
或脑损伤时, 中枢神经系统所具有的结构 学习和记忆最重要的神经基础。