神經可塑性簡史
小小的金絲雀以及一位名叫費南度.諾特邦(Fernando Nottebohm)的賞鳥狂熱分子造就了今天的腦神經科學家。諾特邦在阿根廷的一個牧場長大,喜歡養鳥當寵物。後來他特別喜歡會唱歌的鳥,很想知道牠們在對彼此唱些什麼。這促成了一九八三年一項突破性的發現,這項發現最後改變了我們對大腦的認識。
大多數的鳥類每年都唱著相同的歌來吸引配偶。但是諾特邦注意到金絲雀和班胸草雀就像暢銷金曲製作人一樣,每年都會寫新曲。諾特邦在他洛克菲勒大學(Rockefeller University)的實驗室中研究這兩種鳥的大腦,發現金絲雀的大腦在每年開始唱歌的春天都會變成將近兩倍大,在交配季節即將結束、回到安靜狀態時,又會縮小。這些鳥掌管唱歌與學習的腦區會製造新的腦細胞——也就是神經元。
成人腦中長出全新腦細胞的現象叫做神經元生成(neurogenesis)。諾特邦起初提出神經元生成論時,受到很大的質疑,因為神經元不像細胞,不會分裂。後來才有研究發現人腦中有神經元幹細胞的庫藏,神經元幹細胞可以轉化成其他細胞。但是當時還沒有這個知識,所以許多專家並不認同諾特邦的發現,認為這幾隻吱吱叫的小鳥只是特例。十年後,科學家證實了成年人的大腦也可以生成神經元:發生的位置就在海馬迴。形狀像馬蹄的海馬迴是記憶生成的重鎮,位在大腦深處,皮質層底下。
海馬迴使我們可以學習新資訊,統整這些習得的訊息,再把它儲存在長期記憶中。這是一個龐大的建檔系統,也儲存著物品位置的記憶。若沒有海馬迴,我們便會記不得自己住在哪裡、找不到鑰匙。阿茲海默症患者之所以想不起這些事情是因為阿茲海默症最先衝擊的就是海馬迴,接著才會影響大腦其他區塊。
需要記得很多事情的動物的海馬迴比較大,例如松鼠。松鼠會在夏天藏匿堅果,待冬天再挖出來;或是倫敦的計程車司機,他們必須通過「知識大全」(The Knowledge)考試:背下查令十字地鐵站(Charing Cross)向外六英哩範圍的兩萬四千條街名和五萬個地標。艾莉諾.馬奎爾(Eleanor Maguire)和她在倫敦大學學院(University College London)的同事進行了一個為期五年的研究,發現這些計程車司機後側海馬迴的灰質比一般公民多得多,甚至也比倫敦公車司機多,倫敦公車司機只需要跑幾套固定路線就可以了。
馬奎爾的核磁共振掃描影像證明,成為計程車司機的人的海馬迴並不是一開始就特別大,而是學習街道名的過程使其長大。換句話說,認知練習可以使大腦有實質的改變。這個發現意義重大,因為這代表就算年齡增長,我們還是可以訓練大腦。
本文摘自《百歲時代》/卡米拉‧卡文迪許/三采文化
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