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释放潜力:迷走神经刺激调节脑血管,增强学习能力
东北大学的研究人员发现,训练后进行的迷走神经刺激会引发有节奏的脑血管振荡,从而增强小鼠的长期运动学习,而不是立即表现。
来源:Scientific Inquirer通过迷走神经,大脑向身体发送信号,身体向大脑发送信号。这条途径可能是更好的长期学习的关键。
您是否有过这样的感觉:有时您几乎可以立即掌握一个新的舞步,而有时您尽管反复练习却很难掌握它?这可能是由于技能或努力,但也与一些不太明显的因素有关:大脑是否处于允许学习的状态。
大脑的学习不会脱离身体的其他部分。来自内脏器官的信号通过我们神经系统的一个关键部分(称为迷走神经)不断到达大脑。东北大学专门研究超级网络大脑生理学的研究人员现已在小鼠身上证明,训练后刺激该神经可以促进持久的运动学习。这项研究揭示了一种以前未被充分认识的身体到大脑信号传导可能支持长期学习的方式。
研究结果于 2026 年 8 月 25 日发表在 iScience 上。
迷走神经是身体和大脑之间的主要通讯路线,将内脏器官的信息传递到大脑,并将大脑的信号传递回内脏器官。该通路可以通过迷走神经刺激(VNS)进行调节,迷走神经刺激是一种临床批准的治疗多种疾病的方法。之前的研究已经将 VNS 作为一种改变神经递质系统的神经调节技术进行了研究,但这项新研究揭示了 VNS 背后的另一种可能机制:脑血管的节律性变化。
研究人员开发了一种小型袖带电极,可以保持附着在小鼠左侧颈迷走神经上。然后,他们在水平视动反应(HOKR)学习过程中检查了 VNS,这是一种依赖小脑的眼球运动任务,小鼠学习更有效地跟踪移动的视觉条纹。这种反应类似于您站在站台上观看火车经过时的反射性眼球运动。
每次训练结束后都会进行 VNS。它并没有提高训练本身的表现;相反,它的影响是后来才显现出来的。接受 VNS 的小鼠在随后的几天中表现出更强的长期学习能力,这表明刺激作用于支持记忆巩固的训练后过程。
“关键是 VNS 仅在训练后才进行,”Ko Matsui 教授说道。 “我们的研究结果表明,VNS 可能通过使大脑环境更容易接受长期变化,为增强学习打开一扇隐藏的机会之窗。”
为了探索伴随的大脑变化,研究小组测量了小脑絮球(参与 HOKR 学习的区域)附近的血容量动态。纤维光度测定显示,单个 VNS 序列产生双相血管反应:局部血容量短暂减少,随后延迟增加。重复 VNS 会引起有节奏的血容量波动,波动较大的小鼠往往在第 5 天表现出更好的学习能力。
“我们的大脑受身体的影响可能比我们想象的更强烈,”主要作者陈俊宇说。 “通过调整大脑的代谢环境,包括有节奏的血管运动,我们最终可能会释放原本隐藏的能力。”
未来的研究将旨在优化刺激方案,以进一步阐明脑体轴如何支持长期可塑性。研究大脑和身体之间的这种双向路线将帮助我们更好地理解学习的细节——以及我们如何促进学习。
期刊:iScience
DOI:10.1016/j.isci.2026.117413
发布日期:2026 年 8 月 25 日
来源:东北大学
文章标题:迷走神经刺激诱发血管振荡并增强长期学习
