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影響學習成效的新發現,跑步速度快能強化學習

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科技產業資訊室 (iKnow) - 王宣智 發表於 2018年5月4日

圖、研究設計示意圖
圖片來源:Locomotor activity modulates associative learning in mouse cerebellum(nature neuroscience)
 
葡萄牙研究中心 Champalimaud Centre for Unkown,在自然神經科學(Nature Neuroscience)期刊發表跑步速度與強學效果的因果關係,通過小鼠試驗的結果發現小腦細胞可塑性與學習之間的關係。小老鼠跑得愈快,它的學習效果就會愈好。小腦是一個跨物種保存良好的結構,因此研究成果將可能協助改善人類的學習。
 
研究的成果挑戰了傳統的學習認知,認為外在的感觀刺激不影響學習成效。研究人員採用經典條件式反射的實驗,了解影響小鼠學習的重要成因。實驗採用訓練小鼠連結外在刺激與生理反應,如同諾貝爾獎得主巴甫洛夫的餵食響鈴聲與狗流口水的關係的實驗,但研究人員不只是解析與重現科學成果,更進一步的通過光遺傳學,試圖找出影響正向學習效果的機制。
 
研究團隊通過改變跑步機的速度,發現能夠影響小鼠的學習時間與效果。為了驗證跑步速度與條件式反射學習之間的關係,研究人員採用了不同的感觀刺激進行實驗,如聽到特定的聲音、其它觸覺等,發現跑步的速度依然與學習成效呈現正相關,因此確立了跑步速度與學習之間的因果關係。研究人員進一步解析學習過程中的腦部活動,發現位於小腦,一種稱作苔蘚纖維的軸突,在實驗的過程有較頻繁的活動。研究人員通過光遺傳學的方法直接刺激苔蘚纖維,發現也能夠達到學習強化的效果。因此,研究人員得到了結論,只要能刺激苔蘚纖維的活動,都能夠達到學習強化的目的,而跑步的速度正是刺激苔蘚纖維活動的一種方式。(606字;圖1)


參考資料:
Researchers find causal link between running speed and enhanced learning. Medical Xpress,2018/4/16
Locomotor activity modulates associative learning in mouse cerebellum. Nature,2018/4/16
Why Does Running Faster Speed Up Learning in the Cerebellum?. Pyschology Today,2018/4/17


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