腦外傷后，為什么有的人恢復技能很快，有的人卻面臨長期的挫折？波士頓大學的神經(jīng)科學家陳佳瑞和他的同事試圖通過了解大腦的哪些部分用于處理感覺信息和記憶不同的技能來回答這個問題。
文理學院生物系助理教授、BU系統(tǒng)神經(jīng)科學中心教工陳說：“從生物醫(yī)學的角度來看，問題是大腦的某些部分是否(只負責)某些類型的功能。發(fā)表在《神經(jīng)元》上的他的實驗室的最新研究終于可以幫助我們確定哪些功能在顱腦外傷后特別難恢復——可能是因為這些技能只在大腦的一個區(qū)域表現(xiàn)出來——哪些功能更有彈性。
陳的團隊為老鼠創(chuàng)造了一個記憶游戲，檢查兩個大腦區(qū)域的功能，這兩個區(qū)域處理關于觸覺和對先前事件的記憶的信息——它們被稱為和大腦區(qū)域。陳想檢查和是否都處理相同的信息(分布式處理)，或者每個地區(qū)是否都有特殊的獨立角色(本地化處理)。
鼠標被展示了一個記憶游戲，通過移動設備輕輕刺激胡須。對于老鼠來說，游戲的目的是識別胡須的運動模式以獲得獎勵。首先，每只鼠標感覺到設備向前或向后移動它的胡須。然后，停頓了兩秒鐘后，設備再次移動了它的胡須。如果它們的胡須在兩個回合中向相反的方向移動(例如，如果設備向前移動胡須，暫停，然后向后移動胡須)，老鼠就會知道它們可以舔吸管喝口渴的飲料。另一方面，如果該設備在兩個回合中以相同的方向移動胡須，則鼠標應該避免舔。如果鼠標是錯的，
同時，研究人員觀察了整個游戲過程中老鼠的大腦活動，以及S1和S2地區(qū)如何影響老鼠的技能。他們使用了一種被稱為光遺傳學的技術，這是一種基因工程方法，允許他們通過光選擇性地激活小鼠大腦S1或S2區(qū)域的腦細胞群。
研究人員發(fā)現(xiàn)，老鼠大腦的S1和S2區(qū)域執(zhí)行許多相同的過程，并且經(jīng)常互相發(fā)送信息。但是他們也觀察到，當老鼠玩記憶游戲時，兩個大腦區(qū)域扮演了一些特殊的角色。S1似乎更多地參與了即時感官信息的處理，以便實時了解小胡子是如何運動的。相比之下，S2似乎特別參與幫助老鼠回憶過去的事件，而老鼠則依靠這個大腦區(qū)域來記住第一輪游戲中發(fā)生的事情。
陳說，研究結果表明和的接線方式不同，因為的腦細胞比的腦細胞連接得更牢固。陳推測，這些更緊密的聯(lián)系與在回顧過去中的作用有關。腦細胞之間的聯(lián)系越緊密，可能越容易觸發(fā)細胞鏈和記憶，這就是神經(jīng)活動的“多米諾效應”。S1和S2的本地化和分布式處理角色共同幫助老鼠正確地玩游戲并獲得含糖零食。
雖然人類沒有胡子，但研究小組的實驗觀察可能代表了人類雙手處理的相同感官信息。
陳說：“我們用手指處理觸覺信息的靈敏度和敏感度和老鼠的小胡子一樣?！薄耙虼耍绻覀兿胙芯咳绾翁幚硎趾褪种钢械挠|覺信息，我們可能希望看到和(用鼠標)一樣多的分布式力，因為這是我們進化使用其中一種力的能力。我們的主要感官?！?
陳說，在這些發(fā)現(xiàn)被那些在創(chuàng)傷性腦損傷后長期失去運動技能或其他能力的人使用之前，還有很多研究要做。
他說：“要記住的一個因素是，老鼠的大腦比人類的大腦小，有些區(qū)域混合得多，所以老鼠大腦中的處理可能更分散?！?
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