青春期以后神經元不再增加，為什么人還能再記憶和學習各種東西？

圖片：ElisaRiva / CC0

xcsun，MIT神經科學PhD學生，本科結業于清華大學生物系

今朝范疇內的遍及熟悉是：記憶的形當作依靠于神經元之間毗連收集的改變。

一個樸實的理解體例是，每一個神經元近似于一個復雜電路板上零丁的電學元件，即利用不異的一套元件，可經由過程改變它們的毗連體例構成分歧的電路，從而編碼新的記憶。

舉一個最簡單的記憶形當作的例子：巴甫洛夫的狗。嘗試很是簡單，原本狗只對食物發生反映（排泄唾液），進修中巴甫洛夫每次喂食時搖鈴鐺，于是最終狗一聽到鈴鐺聲也會感覺食物要來了，并排泄唾液。在這個簡單的例子中，狗進行了進修而且在大腦中記住了鈴鐺聲的特別意義——即將有食物了。那么狗的大腦是若何形當作這個記憶的呢？

下面是一個簡化的神經機制模子，試圖詮釋這個記憶形當作的過程。假設狗的大腦中有三個神經元介入此記憶: 神經元 1 對食物發生反映，一看到或聞到食物，神經元 1 激活并響應；神經元 2 負責排泄唾液，只要神經元 2 激活，狗就會排泄唾液；神經元 3 對鈴鐺聲發生反映，一聽到鈴鐺聲，神經元 3 激活并響應。

進修前，神經元 1 與神經元 2 原本就相連，而且 1 是 2 的上游，只要神經元 1 激活，神經元 2 也激活。于是，在進修前，當有食物時，神經元 1 激活，經由過程生成具有的神經環路激活神經元 2，使狗排泄唾液。這是狗的本能行為，與生俱來，與進修無關。

進修中，當巴甫洛夫做嘗試時，既供給食物，又搖鈴鐺，于是神經元 1、2、3 同時激活。神經元 2 與 3 的同時激活，經由過程神經可塑性機制（暫且不睜開，之后會詮釋），神經元 2 與 3 之間的毗連加強，發生了一條原本不存在，而進修后發生的神經環路，使得神經元 2 可激活神經元 3。這條新發生的神經環路是關頭，此時記憶已經發生。

進修后，當僅有鈴鐺聲時，神經元 3 激活。而此時，神經元 3 經由過程進修發生的神經環路可進一步激活下流的神經元 2，從而引起唾液排泄反映。狗已經記住了鈴鐺聲，以及其聲音背后的意義（食物）。

當然，這是一個再簡化不外的模子了，現實記憶形當作的神經機制遠比這個例子復雜，然而背后的道理確是不異的：大腦經由過程改變神經元之間的神經環路收集來進修，并編碼新的記憶。值得一提的時，時下流行的深度神經收集也恰是借鑒這個思惟，經由過程改變虛擬神經元之間的毗連強度("Weights")，識別人臉、指紋、聲音，甚至下圍棋...

最后談兩個相關問題：1）什么是之前提到的，進修中的神經可塑性機制？嘗試者們發現，當兩個神經元同時高強度激活時，它們之間的毗連可以被加強，并且這種加強可以或許持續多天、多月甚至更久，這一機制叫做“長時程加強(long-term potentiation)”。這樣的機制實其實在地存在我們的大腦中，并且天天都在不斷的發生（好比當你此刻在讀這篇知乎回覆的時辰）。它被認為是記憶形當作的關頭機制之一。2）人在芳華期后神經元到底還會不會增添？會，可是局限于局指可數的大腦區域。而且，新增神經元量與原有神經元量比擬很小。所以，人們遍及認為當作年大腦的新神經元發生不是記憶發生的決議性機制，但可能有輔助功能。

如感樂趣也可存眷我之前的知乎 Live“對大腦存儲記憶的科學摸索”。