隐藏在你头部后方的小脑是大脑结构的一部分，它在我们学习怎样基于已往的履历调解行动中饰演着要害角色 。然而，这种学习的详细方法仍在被明确 。尚帕利莫基金会的团队向导的一项研究为这场辩说带来了新的清晰度，意外发明了所谓的“僵尸神经元” 。这些神经元虽然存活但功效上爆发了转变，它们资助深化了我们对小脑要害教学信号的明确 。
“小脑”一词意为“小脑”，只管它包括了大脑一半以上的神经元 。它对协调运动清静衡至关主要，资助你顺遂完成一样平常使命，如在拥挤的街道上行走或举行运动 。它也对允许你将感受提醒与特定行动相关联的学习历程至关主要 。每次你拿起一杯不洒出内容物，凭证容器的重量和它的满度轻松调解你施加的实力，你都在体验小脑将视觉信号与响应运动反应链接起来的能力的效果 。
大脑的“教学信号”
为了实现学习，小脑一直监控外部天下和我们在其中所做的行动的效果 。当我们出错时，关于sunbet过失的信息可以用来调解大脑毗连的强度，随着时间推移，导致我们对特定提醒的行为反应爆发转变 。然而，尚不清晰这种“过失”或“教学信号”怎样在大脑中被泛起，以驱动行为中学到的转变 。尚帕利莫基金会凯里实验室的最新研究提供了令人信服的证据，批注一种特定类别的小脑输入，称为攀爬纤维，关于爆发遐想学习至关主要 。
图1：爬升的纤维，以常春藤的形式，纠葛在浦肯野细胞形状的树的树枝上，在一个充满活力的老鼠出没的学校的院子里 。这幅图捉住了攀爬纤维作为联合小脑学习的教学信号的主要作用 。
为了检查攀爬纤维及其目的——小脑浦肯野细胞——在学习中的作用，研究职员设计了一项涉及小鼠的实验 。他们使用了一种常见的学习使命，称为眼睑条件反射 。在这项使命中，小鼠学会在某个信号，如灯光，预示着一个事务，通常是轻轻地向它的眼睛吹一口吻后，做出眨眼反应 。然后动物体现出遐想学习，学会将感受信号与顺应性运动反应联系起来，在这种情形下是眨眼 。
图2：光遗传CF刺激指导眨眼条件反射 。
“在sunbet实验中”，研究的第一作者塔蒂亚娜·席尔瓦博士诠释说，“我们使用了一种称为光遗传学的手艺 。这种要领像一个高度准确的大脑细胞�？仄�，使用光在很是特定的时间翻开或关闭特定的细胞 。”席尔瓦继续说，“攀爬纤维通常对感受刺激，如眼睛吹气，做出反应 。通过用光遗传学准确激活这些纤维，我们能够诱骗小鼠，让它以为自己收到了气流刺激，现实上并没有 。在我们一连刺激攀爬纤维的同时泛起视觉提醒后，小鼠学会对该提醒做出眨眼反应——纵然没有刺激 。这证实晰这些纤维足以驱动这种类型的遐想学习 。”
图3：浦肯野细胞的光遗传刺激可以取代US来驱动学习 。
作者们进一步证实晰攀爬纤维对遐想学习也是须要的 。“当我们使用光遗传学在现实气流吹拂时选择性地静默攀爬纤维时”，席尔瓦透露，“小鼠完全没有学会对视觉提醒做出眨眼反应” �？锏耐哦油褂昧诵∧阅诘男矶嗥渌嘈偷哪韵赴�，但发明它们都无法为学习提供云云可靠的教学信号 。
“僵尸神经元”的泛起
另外，研究职员发明了一个意外的转折 。为了使用光遗传学使用攀爬纤维活动，他们使用了遗传工具在这些神经元中表达一种叫做Channelrhodopsin-2（ChR2）的光敏卵白 。令他们惊讶的是，他们发明，当他们实验使用古板的气流吹拂要领来教授表达ChR2的小鼠时，动物完全没有学会 。正如凯里诠释的，经由系统地纪录这些小鼠的小脑神经活动后，“事实证实，将ChR2引入攀爬纤维改变了它们的自然属性，阻止了它们对标准感受刺激，如气流吹拂，做出适当的反应 。这反过来完全阻碍了动物的学习能力 。”
图4：光遗传刺激小脑颗粒细胞可以驱动眨眼，但不可驱动学习 。
“值得注重的是”，席尔瓦说，“这些相同的小鼠在我们将攀爬纤维刺激而不是气流吹拂与视觉提醒配对时学得很是好 。”团队无意中实现了神经科学的一个恒久目的：在不完全关闭它们的通讯的情形下调理特定神经元内特定的活动模式，从而更自然地介入以剖析它们的因果作用 � ；痪浠八�，只管攀爬纤维坚持自觉活动并且显着具有其他功效，但它们改变了对感受刺激的编码，使动物完全无法学习使命 。这促使席尔瓦将它们称为“僵尸神经元”：功效上在世但不像往常那样与大脑回路互动 。
图5：研究中测试的候选指导信号的总结以及小脑学习的三种模子的诠释能力 。
由于ChR2在攀爬纤维中的表达所爆发的意外效果的玄妙性，梅根·凯里博士说，“这些效果是迄今为止最有力的证据，批注攀爬纤维信号对小脑遐想学习至关主要 。sunbet下一步是相识为什么ChR2的表达会导致神经元‘僵尸化’，并确定sunbet发明是否适用于其他形式的小脑学习” �？蠢�，纵然是亡灵，也有工具可以教我们关于生者的天下 。
杂志：Nature Neuroscience
DOI：10.1038/s41593-024-01594-7
