长期学习需要新的神经隔离？

大多数记忆会在几天或几周内消失，而有些记忆会持续几个月、几年甚至一生。是什么让一些经历在我们的神经回路上留下如此持久的印记？这是神经生物学的一个老问题，至今没有解决，但新的证据指出了一个令人惊讶的新答案。

在2020年2月10日发表于《自然神经科学》的一项研究中，美国加州大学旧金山分校的科学家发现，老鼠可以快速学习对被视为威胁的情况的恐惧反应，但为了让这种阈值反应持续下去，有必要增加脑细胞的数量。一种叫做髓鞘的绝缘材料可以用来加强和稳定新形成的神经连接。

根据加州大学旧金山分校的研究人员的说法，对髓鞘在学习中的作用的持续研究有朝一日可能会带来新的疼痛治疗方法，例如创伤后应激障碍，在这种疾病中，由于编码紧密，大脑中不断获得不必要的侵入性记忆。

研究作者Mazen Kheirbek博士说：我们发现，短暂的恐惧学习经历会导致大脑延髓鞘的长期变化和相关的神经生理变化，即使是一个月后。精神病学系和UCSF威尔神经科学研究所成员。

他说：研究新髓鞘形成在适应性和不适应学习中的作用，是了解学习和记忆的基本机制，以及确定治疗情绪和焦虑障碍的新靶点的重要机会。

海尔贝克在UCSF的研究集中在产生情绪和焦虑相关行为的神经回路上。他与威尔研究所成员乔纳陈博士以及神经内科的杰出教授黛比和安迪拉赫勒夫一起监督了这项研究。它关注大脑如何产生髓磷脂，以及为什么它在多发性硬化症中会下降。

髓磷脂在学习中发挥作用的证据越来越多

髓鞘是在被称为少突胶质细胞的脑细胞的早期发育过程中形成的，这些少突胶质细胞包裹自己数百次，并围绕着一些关键神经元发出的分支轴突。这形成了一层厚厚的蛋白质和脂肪鞘，就像电缆周围的绝缘体一样，增强和加速了连接一个神经元和另一个神经元的神经通路中的电信号传输。

这种绝缘对于大脑中最繁忙的信息高速公路尤其重要，例如，它可以延伸三英尺或更多的高速神经纤维，这样你的大脑几乎可以立即控制你身体的肌肉。髓鞘的损伤和相关的肌肉控制的丧失是多发性硬化症的迹象，但相对而言，髓鞘也可能在健康成人大脑中发生动态变化的可能性很少受到关注。

然而，在过去的几年里，科学家开发者_StackOverflow中文版们在长期学习过程中，特别是在运动学习和空间学习中，发现了大脑中新的髓鞘形成。

几十年来，科学家们已经知道，学习最初取决于大脑通过在神经元之间形成新的连接来重新安排自己的能力。这些新的研究表明，越来越多的证据表明，髓鞘增强和维持这些新连接的能力可能决定了一些记忆的持久性。

强大的髓磷脂可以稳定持久性记忆

这项新的研究进一步完善了这些发现，表明髓鞘的变化不仅在动物的身体运动中起着关键作用，而且在建立持久的情绪记忆中也起着关键作用。

当小鼠在阈值调节室接受到带有各种语境提示的轻度足震时，它们会很快学会将这种震感与这种特定环境联系起来：当它们后来回到同一个房间时，即使没有震感也会冻结。这被解释为记忆恐惧的行为表现。

在他们的新研究中，旧金山加州大学的研究人员确定，以这种方式获得的足部震颤记忆伴随着内侧前额叶皮层髓鞘形成的增加，而内侧前额叶皮层是长期记忆形成的重要脑区。

为了测试这种新的髓鞘是否是动物学习所必需的，研究人员用基因改造成不能形成新髓鞘的小鼠重复了这个实验。这些老鼠最初被冷冻在调节室，但与正常老鼠不同，它们的恐惧似乎在一个月后消失了。研究人员得出结论，初步学习不需要新的髓鞘形成，但它在巩固和维持长期恐惧记忆方面发挥着特定的作用。

因为髓鞘可以提高信号沿轴突传输的速度和效率，髓鞘的变化可能会影响神经网络中重要的电信号模式。在他们的新研究中，研究人员发现，失去形成新髓鞘的能力将长期改变小鼠前额叶皮层神经元的活动。

潘西蒙是医学博士/博士项目的研究生，也是新《自然神经科学》研究的第一作者。他构思并发起了一个陈和海尔贝克实验室之间的跨学科项目。

潘说：这项研究是我们根据学习经验对大脑如何自我改造的认识的一大进步。髓鞘的基本特征是它的稳定性，它的独特性使它能够支持人类、小鼠和其他动物的持久甚至终身记忆。

了解髓磷脂可塑性有助于PTSD治疗

在一项实验中，旧金山加州大学的研究人员发现，小鼠首先接受抗组胺药富马酸氯马斯汀治疗，这是Chan在2014年发现的一种潜在的多发性硬化症治疗方法，可以通过增加髓鞘的产生来发挥作用。这些小鼠对长期回忆阈值恐惧表现出异常强烈的记忆。

该研究的合著者指出，对患有PTSD的退伍军人进行MRI显示，他们增加了大脑海马体的髓鞘含量，这与经验的巩固有关，并将其从短期记忆转变为长期记忆。

Kheirbek说：这增加了异常髓鞘形成可能与创伤后应激障碍的病理生理学有关的可能性。在创伤后应激障碍患者中观察到的强烈恐惧反应可能相当于用clemastine治疗的有髓鞘的小鼠中恐惧反应的增加。髓鞘的可塑性可能有利于熟练的学习，如弹钢琴或记住位置，但如果它导致对日常情况的持续和过度普遍的恐惧反应。

陈补充说：我们现在看到少突胶质细胞产生和髓鞘形成的过程在正常成人大脑中可能是动态的。这是一种可塑性，反应。