当我们学习之时，我们会将一种感官体验与一种刺激或一种行为联系起来。大脑皮质中的神经元发送出信号改变它们与其他神经元的突触连接。根据普遍接受的一个突触可塑性模型，一个神经元与其他的神经元通讯会发射电脉冲，短暂激活它的突触。连同接受自其他神经元的信号，这种电脉冲发挥作用刺激了突触。那么一些神经元是如何卷入到这种通讯互作中的，即便是它们几乎没有连接？

由日内瓦大学医学院基础神经科学系教授Anthony Holtmaat领导的一个研究小组，其目标就是解开这个至关重要的、有关突触可塑性的“先有鸡，还是先有蛋”的谜题。他们将研究结果发表在最新一期的《自然》（Nature）杂志上。

一种可持续的突触增强机制支配了学习和记忆。当我们从事学习之时，我们的大脑会将一种感官体验与一种刺激或某种行为联系起来。大脑皮质中的神经元负责确保相关信息传播，然后改变它们与其他神经元的突触连接。这种安排使得随后当再次遭遇这种信息时大脑能够优化信息处理方式，并预测其后果。神经科学家们通常在神经元中人为地诱导电脉冲以对突触机制展开研究。

来自日内瓦大学的神经科学家们选择了一种不同的方法，来试图发现当神经元接收到感官刺激时神经元中自然发生的事件。他们观察了胡须反复受到机械刺激而非人工诱导电脉冲刺激的小鼠的脑皮质。这些啮齿类动物利用它们的胡须作为传感器进行导航和互动；因此，它们是小鼠知觉的一个关键元件。

通过观察这些自然刺激，Holtmaat教授的研究小组证实，无需神经元释放一种诱导或天然的电脉冲，仅感官刺激就可以产生长期的突触增强。因此与以前认为的相反，甚至是在与刺激相关的神经元沉默时突触也将增强。此外，如果这种感官刺激随时间持续下去，突触变得极强，神经元会转而激活，完全参与到神经网络中。一旦被激活，神经元可以进一步地增强前后的突触。这些研究结果有可能解答了大脑“谁先出现？”的谜题，使得有可能检测促成记忆的所有突触信号通路，而不再将焦点放在是突触或是神经元激活了彼此之上。

研究人员还获得了第二个研究发现。在相同的实验过程中，他们确定了能够最有效地增强突触的刺激来自次要的非皮质脑区域，而非传输实际感官信息的主要皮质信号通路。与之相一致，储存信息只需要在神经元中同激活几条突触信号通路，即便神经元保持沉默。这些研究结果对于我们如何理解学习机制以及治疗可能性，尤其是中风或神经退行性疾病的康复具有重要的意义。Holtmaat说：“当与其他的活动（例如运动）结合时，感官刺激有可能能够更好地发挥作用来增强突触联系。在治疗情况下，你可以结合两种不同的刺激作为一种途径来提高效率。”

原文检索：

Frédéric Gambino, Stéphane Pagès, Vassilis Kehayas, Daniela Baptista, Roberta Tatti, Alan Carleton & Anthony Holtmaat.Sensory-evoked LTP driven by dendritic plateau potentials in vivo. Nature, 31 August 2014; DOI:10.1038/nature13664

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