Cell子刊:通过休息来记住更多

【字体: 时间:2021年08月03日 来源:Max-Planck-Gesellschaft

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  如果我们在学习过程中休息,我们会记住更长的东西,这被称为间隔效应。科学家们对小鼠这种现象的神经基础有了更深入的了解。随着重复学习间隔的延长,老鼠会像以前一样重复使用更多相同的神经元,而不是激活不同的神经元。这可能会使神经元的联系随着每次学习事件而加强,从而使知识的存储时间更长。

  

但是在间隔效应中大脑会发生什么呢?为什么休息对我们的记忆如此有益呢?一般认为,在学习过程中,神经元被激活并形成新的连接。通过这种方式,学习到的知识被储存起来,并可以通过重新激活同一组神经元来检索。然而,我们对停顿如何对这一过程产生积极影响仍然知之甚少——尽管间隔效应在一个多世纪前就被描述过,而且几乎在所有动物中都存在。

Annet Glas和Pieter Goltstein是Mark Hübener和Tobias Bonhoeffer团队的神经生物学家,他们在老鼠身上研究了这种现象。为了做到这一点,动物们必须记住迷宫中隐藏的巧克力块的位置。在三个连续的机会中,他们被允许探索迷宫并找到他们的奖励——包括不同长度的停顿。安妮特·格拉斯解释说:“在学习阶段间隔时间较长的训练中,老鼠不能那么快地记住巧克力的位置。”“但到了第二天,停顿时间越长,小鼠的记忆力就越好。”

在迷宫测试中,研究人员还测量了前额叶皮层神经元的活动。这个大脑区域对学习过程特别感兴趣,因为它在复杂的思考任务中扮演着重要的角色。因此,科学家们发现,前额叶皮层的失活损害了小鼠在迷宫中的表现。

Pieter Goltstein说:“如果三个学习阶段很快地相互衔接,我们就会本能地期待同样的神经元被激活。”“毕竟,这是同一个实验,有着相同的信息。然而,在长时间的休息之后,可以想象大脑会将接下来的学习阶段解释为一个新事件,并用不同的神经元来处理它。”

然而,当研究人员比较不同学习阶段的神经元活动时,发现恰恰相反。在短暂停顿后,大脑中的激活模式比长停顿时波动更大:在快速连续学习阶段,小鼠激活的神经元大多不同。当休息时间较长时,在第一学习阶段活跃的神经元随后会再次使用。

重新激活相同的神经元可以让大脑在每个学习阶段加强这些细胞之间的联系——没有必要从头开始,先建立联系。Pieter Goltstein说:“这就是为什么我们相信长时间休息对记忆有好处。”

因此,在一个多世纪之后,这项研究首次为解释学习休息的积极作用的神经元过程提供了见解。通过间隔学习,我们可能会更慢地达到我们的目标,但我们受益于我们的知识更长的时间。希望下次考试的时候我们不会忘记这个!

Journal Reference:

  1. Annet Glas, Mark Hübener, Tobias Bonhoeffer, Pieter M. Goltstein. Spaced training enhances memory and prefrontal ensemble stability in mice. Current Biology, 2021; DOI: 10.1016/j.cub.2021.06.085

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