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神经科学家一直认为，在学习时，大脑只会增强神经元之间的神经突触连接。但近年来，一些新的研究注解 神经元之间突触连接的增强，并不克不及 完全解释大脑在学习进程 中的变更 。而最让人惊讶的一个发觉 是，我们在学习和记忆时，神经元轴突上的“绝缘层”的厚度会产生 变更 ，而这种厚度的变更 ，可以调节神经信号的传递，让大脑不合 区域的神经元在电运动 上实现同步——这一点，在我们的学习和记忆进程 中起着症结 作用。 人类的大脑是如何完成学习任务的？这方面的研究可以追溯到伊万·巴甫洛夫（Ivan Pavlov）的经典反射实验。在这个实验中，他发觉 狗一听到铃声，就会流出口水。1949年，加拿大心理学家唐纳德·赫布（Donald Hebb）利用巴甫洛夫的“联想学习轨则 ”（associative learning rule），解释了大脑细胞获取新知识的机制。赫布提出，当两个神经元一起被激活，并且 同时产生 信号时，它们之间的突触连接会变得更强。如果产生 这种情况，就说明大脑正在学习。这个不雅 点引出了一个被普遍 接受的理论：一起放电的神经元，是通过神经突触相连的。 这一理论对照详细地描述了学习进程 中，神经突触在分子层面的变更 ，并且 获得 了许多 证据的支持。然则 ，并不是所有奖赏或处罚我们都邑 记得，实际上大多半 经历都被遗忘了。有时候，即使神经突触能被一起激活，但它们并没有连接在一起。我们的大脑能否保存 记忆，其实取决于许多 因素，比如 我们对某次经历的情感回声；这是不是一次全新的体验；这次经历是在什么时间和所在 产生 的……随后，在睡觉时，我们的大脑会对这些想法和感触感染 进行加工处置惩罚 。到目前为止，我们一直专注于研究神经突触，对于大脑学习及记忆的机制，我们也有了一些粗略的理解。 事实证明，仅仅增强神经突触，是没法产生 记忆的。为了形成连贯的记忆，整个大脑需要产生 大量 的变更 。无论是回想 昨天晚餐时与客人的对话，照样 学会骑自行车等后天技能，大脑多个不合 区域的数以百万计的神经元都需要产生 神经运动 ，形成包孕情感、画面、声音、气味、事情经过和其他体验在内的连贯记忆。 因为学习进程 涉及到生活体验的许多 要素，所以在这一进程 中，除了突触变更 外，一定 也会有许多 其他细胞运动 介入 进来。这种认识也让科学家开始寻找新的方法 ，来理解神经信号如安在 大脑中传输、处置惩罚 和存储，进而让大脑完成学习进程 。在曩昔 十年中，神经科学家已经意识到，人类大脑表层的灰质并不是唯一介入 永久记忆形成的区域。研究发觉 ，大脑皮层下方的区域在学习中也施展 着症结 作用。最近几年中，我的研究团队和其他研究人员通过一系列的研究说明 了相关的进程 。这些研究有益于发觉 治疗精神障碍和发育障碍的新办法 ，这两种健康问题往往和学习障碍有关。 如果神经突触的增强不足以说明大脑在学习时产生 的变更 ，那么在学习新器械 时大脑中会产生 什么？现在，研究人员能利用磁共振成像（MRI）不雅 察大脑结构。在仔细检查磁共振成像的结果时，研究人员开始注意到，具有某些特定高超 技能的人与普通人的大脑结构存在差别 ，例如音乐家的听觉皮层比其他人更厚。对此，研究人员最初的推测是，大脑结构上的细微差别 让单簧管演奏家和钢琴家更善于学习音乐技能，但后续研究证实，是学习进程 转变 了大脑的结构。 能让脑组织产生 转变 的学习类型，并不局限于一些重复的动作训练，例如演奏乐器。瑞士洛桑大学的神经科学家波格丹·德拉甘基（Bogdan Draganski）和同事证实，当医学生在考试前努力温习 之后，他们大脑中的灰质体积就会增加。大脑中多种细胞的变更 会增加灰质的体积，比如 形成新的神经元和胶质细胞（非神经元细胞）。另外灰质中血管的变更 ，轴突和树突的生长和萎缩，也可能会使灰质体积产生 变更 。 值得注意的是，在学习进程 中，大脑在生理结构上的变更 速度可能比预期更快。以色列特拉维夫大学的亚尼夫·阿萨夫（Yaniv Assaf）和同事表示 ，在玩电脑游戏时，新玩家围绕赛道跑16圈就足以使大脑的海马区产生 变更 。在游戏中，玩家经常要用到导航功能 ，而这个功能 与空间学习能力有异常 密切的关系，因此与空间学习有关的海马区产生 变更 是合理的。然则 ，阿萨夫以及其他研究人员，特别是英国牛津大学的海迪·约翰森-伯格（Heidi Johansen-Berg）还惊讶地发觉 ，一些意想不到的大脑区域也产生 了变更 ，包孕没有神经元或突触的区域，如大脑白质。 白质上的变更
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