研究發現大腦化學物質的不同,讓年輕人擅長學習,成年人專注應用

作者 | 發布日期 2017 年 07 月 12 日 18:30 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

有人說,老狗學不會新把戲,年長的人在學習新事物上似乎總是特別困難,但你知道這是有原因的嗎?



最近一則刊登在《科學》期刊上的新文章就討論到這個問題,神經科學家已經解開這其中的大腦變化,透過研究結果,他們甚至能夠扭轉這個過程──至少在年長的老鼠身上,學習效果是能「回春」的。

成年人與孩童的學習能力不同?

《華爾街日報》報導,這項最新研究是建立在加州大學舊金山分校 Michael Merzenich 研究團隊的基礎上。在 2000 年左右,他們透過記錄腦細胞的電流傳導,發現年輕動物的大腦在反覆聽到新事物後,大腦會有系統性的改變。

舉例來說,當一隻小猴子重複聽到一個新的聲音模式時,牠腦中的神經元就會調整,來應對更多種類的聲音模式,但在年長猴子身上,神經元並沒有出現相同改變。

研究團隊發現,至少一部分原因與神經傳導物質(neurotransmitters)有關,這個化學物質能幫助神經元傳導,而年輕動物腦中有高濃度的膽鹼能(cholinergic)神經傳導物質,這讓大腦變得更具可塑性,也更能接受改變。

而年長動物腦中則會產生抑制膽鹼能作用的化學物質,來積極保持大腦穩定不變,換句話說,成年動物的大腦不僅會失去靈活性,甚至會進一步抑止靈活度,這個過程也某種程度反映出不同年齡層要面對的課題;兒童要探索,成年人要應用。

研究團隊認為,從進化角度來看,童年是特別設計讓動物學習的過程,在受保護的這段時間內,年輕動物只需要學習,不用擔心實際發生的事情,成年動物則需要運用所知一切,有效且快速的行動。

抑制膽鹼能作用的化學物質,很有可能就是在幫助這個過程進行。大自然對事物運行的規則,經常是「如果沒有破壞,就不需要修復」,在這個情況下,就沒有必要改變運行良好的大腦。

如何回到孩童時期的學習力

在過去研究的基礎上,Jay Blundon 和田納西州 St.Jude 兒童研究醫院的同事又進行了新研究,他們希望進一步了解如何讓成年老鼠恢復孩童時期的學習能力。

和過去的實驗相同,Blundon 和其團隊先將老鼠暴露在一種新聲音的環境下,並記錄神經元是否響應變化。不同的是,研究人員這次試著透過掌握抑制的化學物質,來讓成年老鼠變得更靈活。

在一些研究中,研究人員實際上改變了老鼠的基因,讓牠們不再以原有方式產生抑制劑,而在別的測試中,研究人員注入其他化學物質,來抵消抑制劑的作用。

值得一提的是,咖啡因對人體造成的作用似乎是後者,這也是為什麼咖啡總是讓我們警覺,也幫助學習力上升。

在 St. Jude 這些研究測試中,成功讓成年大腦的學習力「回春」至童年時期,當研究人員將這些成年老鼠暴露在新聲音下時,牠們的神經元反應就像小老鼠,能辨別其中不同。

不僅如此,研究人員也反過來運用抑制膽鹼能作用的化學物質,讓年輕大腦像成年人一樣思考,讓小老鼠也能像成年老鼠一樣表現。團隊認為,這些結果可能有助於一些衰老帶來的疾病研究。

只是,我們應該讓大腦永遠像孩童一樣,對於所有新事物都十分敏感嗎?答案或許是否定的,至少不應該所有時間都這樣。

在學習與實際應用之間,存在著微妙的關係,成人腦部的化學物質作用有助我們集中精力,不容易被外在事物分心。

在高濃度的膽鹼能作用下,孩童對外在世界的敏感程度,可能就像成年人連喝 3 杯濃縮咖啡,在一些情況下或許是很好的作用機制,但也可能讓你在半夜 3 點醒來大哭。

成年人的穩定性和平靜度,在許多情況下,還是有存在的必要。

(首圖來源:Unsplash)