你如何记得怎么骑自行车？感谢你的小脑

体娱 2024-11-06 22:21 福建

半个多世纪前，神经学家发现，大脑内侧颞叶区域的损伤会严重损害长期陈述性记忆(对姓名和日期等明确事实的记忆)，但不会影响非常短期的记忆。内侧颞叶受损的患者可以与人顺利进行简短的对话，但仅仅一两分钟后，他们竟然不记得曾经发生过这样的对话。

然而，令人惊讶的是，这些患者可以学习新的运动技能，并将其保留数天、数月甚至更长时间，这表明内侧颞叶损伤对运动技能的记忆几乎没有影响。

那么，哪个大脑区域负责长期的运动技能记忆，比如骑自行车呢？短期和长期感觉运动记忆形成的区域是否不同？多年来，研究人员一直在试图回答这些问题。

现在，哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院的研究人员已经证明，就像陈述性记忆一样，运动技能的短期和长期记忆是在大脑的不同区域形成的，而小脑对长期技能记忆的形成至关重要。

这项研究发表在美国《国家科学院学报》周刊上。

约翰·保尔森工程与应用科学学院生物工程教授、该论文资深作者莫里斯·史密斯说：“这项工作促进了我们对小脑在感觉运动学习中的作用的理解，并指出小脑是形成稳定的感觉运动技能记忆的门户，在很大程度上独立于短期记忆系统。”

研究人员早就知道小脑对运动学习至关重要，但对于小脑在形成短期和长期技能记忆方面的作用尚不清楚。为了理解小脑和这些记忆之间的联系，史密斯和论文第一作者、约翰·保尔森工程与应用科学学院的博士后阿尔基斯·哈吉奥西夫从先前关于小脑损伤患者运动学习的一系列看似混乱的结果中获得灵感。

虽然这些先前的研究都发现了小脑损伤患者感觉运动学习能力受损的证据，但受损程度在这些患者之间差异很大。

史密斯说：“虽然这种差异可能源于损伤的数量或精确位置的不同，或者源于运动学习任务类型的不同，但我们有不同的想法。”

史密斯和哈吉奥西夫认为，两次测试相隔时间——他们称之为记忆窗口——的细微差异或许可以解释研究人员观察到的大多数差异。

哈吉奥西夫说：“长期感觉运动记忆尤其受到小脑损伤的影响就属于这种情况，因为更长的记忆窗口会增加对受损的长期记忆的依赖。”

挑战在于，已发表的论文中很少报告这些间隔时间。史密斯和哈吉奥西夫既是研究人员，也是侦探，他们从其中两项研究中找到详细的原始数据，可以从中确定所有被研究个体的整个试验序列的间隔时间。

研究人员发现，这两项研究的间隔时间都很短，与健康个体相比，小脑病情严重的患者在学习方面只面临很小的障碍。这意味着，当参与者被要求执行相同的任务，比如五次，每两次之间只隔几秒钟时，那么小脑退化患者的表现只是稍逊于健康人。

但通过深入研究数据，史密斯和哈吉奥西夫发现了一些有趣的事情。在两次测试之间，有时会有更多的时间让研究团队重新设置或者让参与者短暂休息。

哈吉奥西夫说：“我们在检查这些相邻试验的差异时发现，在间隔时间短的练习试验中表现接近正常水平的同一批患者，在间隔时间长的测试中表现受到严重影响。这两项研究的数据都是如此。”

然后，这个团队又考察了十几项小脑退化患者执行运动任务的研究，发现在任务中使用更多运动方向的研究——这会增加共用感觉运动记忆的相同方向测试之间的时间——会使患者记忆力受损程度相比于运动方向较少的人显著提高。

史密斯说：“这些发现强调了时间对于理解小脑退化患者的记忆退化是多么重要，并破解了关于小脑损伤如何影响感觉运动学习能力的测试与测试之间、研究与研究之间存在差异的奥秘。我们的研究通常需要设计新的实验操作，以获取新的数据集，这些数据集可以为学习和记忆的机制提供见解。但有时只是以正确的视角观察旧数据可能更具启发性。”

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