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成功经历如何重塑大脑

发布时间:2017-07-23来源:中国教育报作者:周炜浏览次数:430

图为该项目研究团队,右二为胡海岚教授。 卢绍庆 摄

近日浙江大学胡海岚团队的研究成果引发关注,该成果第一次指出大脑中存在一条介导“胜利者效应”的神经环路,它决定着:先前的胜利经历,会让之后的胜利变得更加容易。

社会等级与我们的个体健康等息息相关,背后有什么神经机制?胡海岚团队曾在《科学》发文,引入“钻管测试”来研究小鼠的等级地位:在一段只能让一只小鼠通过的玻璃管道中,两只小鼠狭路相逢,一场不进则退的较量在所难免,而优势者会在30秒内将对方推出管道。当科学家定向增强内侧前额叶脑区的突触(大脑细胞之间连接、通讯的基本结构单元)强度,处于劣势的小鼠就像服用了“大力神丸”,勇气倍增,有如神助地将优势小鼠逼出玻璃管道,成功逆袭。

胡海岚团队在这项研究中进一步实时“操纵”了钻管竞争的输赢,并且发现,小鼠等级地位相差越悬殊,逆袭所需的“神经激活剂量”就越高。同时团队成员发现更为有趣的现象:当劣势小鼠成功逆袭6次或更多次时,即使离开科学家的“帮助”,“裸奔”的劣势小鼠依然能实现逆袭。而成功经历不足6次,“裸奔”的劣势小鼠会恢复到劣势地位。“这种先前胜负经历影响后续比赛输赢的现象,恰恰体现了心理学中的‘胜利者效应’。”团队成员周亭亭说。

这一效应是如何产生的呢?团队发现了一个从中缝背侧丘脑投射到前额叶皮层的神经通路,当增加这一环路突触连接的强度,就能介导“胜利者效应”。“成功经历会重塑这一通路的突触连接强度,从而影响后续竞争中的表现。”胡海岚说。也就是说,在胜利了6次之后,劣势小鼠的大脑发生了质变,它们的神经突触连接强度显著增加了,有效地帮它们进阶并维持在更高的等级地位。研究团队认为,这是一条在进化上保守的神经环路,从低等哺乳动物到高等哺乳动物乃至人类中普遍存在。

为了验证这一“胜利者效应”,研究团队还设计了一项热源争夺战的实验。在一个冰冷的方形盒子中,四只小鼠对位于盒子角落的温暖地带展开竞争。只要是之前在钻管测试中获得重复胜利经历的小鼠,在热源争夺中也会更容易获胜。周亭亭认为,这一结果首次说明“胜利者效应”可以从一种行为学范式迁移到其他的行为中。

《科学》杂志的评审专家认为,“这是一篇杰作,它运用了多种技术手段实现了对神经回路的操控,向我们展示了令人惊异的而且清晰的行为现象及行为范式。”(通讯员 周炜)