科学家发现脊髓惊人的记忆能力

日本理化学研究所脑科学中心的竹冈绫和她的团队已经确定了脊髓中促进独立于大脑的运动学习的神经通路。他们的研究发表在 4 月 11 日的《科学》杂志上，发现了两组关键的脊髓神经元，一组是新的适应性学习所必需的，另一组用于回忆已经学会的适应。这些发现可以帮助科学家开发出帮助脊髓损伤后运动恢复的方法。

一段时间以来，科学家们已经知道，即使没有大脑，脊髓的运动输出也可以通过练习进行调整。这在无头昆虫中表现得最为明显，它们的腿仍然可以被训练来躲避外部暗示。到目前为止，还没有人确切地弄清楚这是如何可能的，如果没有这种理解，这种现象只不过是一个奇怪的事实。正如竹冈解释的那样，“如果我们想了解健康人运动自动化的基础，并利用这些知识来改善脊髓损伤后的恢复，那么深入了解其潜在机制至关重要。”

在进入神经回路之前，研究人员首先开发了一种实验装置，使他们能够在没有大脑输入的情况下研究小鼠脊髓的适应能力，包括学习和记忆能力。每个测试都有一只实验小鼠和一只后腿自由悬挂的对照小鼠。如果实验小鼠的后腿下垂太多，它就会受到电刺激，模仿小鼠想要避免的东西。对照小鼠同时接受相同的刺激，但与其自己的后腿位置无关。

对即时学习和记忆保留的观察

仅仅 10 分钟后，他们就仅在实验小鼠中观察到了运动学习;他们的腿保持高高，避免任何电刺激。这一结果表明，脊髓可以将不愉快的感觉与腿部位置联系起来，并调整其运动输出，使腿部避免不愉快的感觉，而这一切都不需要大脑。 24 小时后，他们重复了 10 分钟的测试，但实验小鼠和对照小鼠的情况发生了逆转。最初的实验小鼠仍然保持双腿抬起，这表明脊髓保留了对过去经历的记忆，这干扰了新的学习。

在脊髓中建立了即时学习和记忆之后，研究小组开始检查使这两种能力成为可能的神经回路。他们使用了六种转基因小鼠，每种小鼠都有一组不同的脊髓神经元被禁用，并测试了它们的运动学习和学习逆转。他们发现，在脊髓顶部的神经元(尤其是表达Ptf1a基因的神经元)丧失功能后，小鼠后肢无法适应避免电击。

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