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大脑神经发育存在“强者愈强”现象

为什么随着年龄的增长学习新技艺变得十分困难?近日,中科院上海生命科学研究院神经科学研究所于翔研究组从脑神经细胞角度给予了新的解释。

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研究表明,在人类的大脑中,连接各个神经元的“信使”突触和树突棘之间存在着相互竞争关系——强者获得更多的资源走向成熟,弱者被修剪,这一修剪过程在青春期达到峰值,被修剪的“信使”其功能也随之弱化。8月7日,研究成果被《细胞》期刊在线发表。


早前已有大量研究表明,在人类发育早期,树突棘与突触的数目快速增加,形成功能性的神经网络,此时也是拓展技能、开展学习的“关键期”——也就是我们常说青少年接受能力强的原因所在。


然而,细胞内的“养料”是有限的。面对数量庞大的“信使”群,“资源”该如何分配?进入青春期后,大脑开始“洗牌”。通过大量的小鼠实验,于翔研究组发现,各路“信使”之间存在着竞争关系。


在“营养资源”有限的情况下,为更有效地再分配“营养资源”,相邻“信使”之间互相竞争,获胜方得以存留并变得更加强大,一旦最初的优势形成,越来越多的“营养”以正反馈的方式不断“滋养”胜利者;而失败者只能被“修剪”。这一过程循环往复,让“强者愈强,弱者愈弱”。因而成年后,再通过学习手段刺激“弱势信使”需要更多时间和精力。


于翔介绍说,重新“洗牌”后,虽然总体“信使”数量减少,但质量却得以保证。同时,于翔强调,大脑具有惊人的可塑性,通过反复学习锻炼,大脑依然可以创造奇迹。

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