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    記憶猶新是真的!陽明交大研究「大腦逐步回溯學習」登國際頂尖期刊

    陽明交大教授林士傑教授(左)帶領博士生鐘佑哲(中)及碩士生陳泓諺(右)研究發現大腦是逐步回溯學習,刊登在《自然通訊》(Nature Communications)頂尖期刊。(陽明交大提供)

    陽明交大教授林士傑教授(左)帶領博士生鐘佑哲(中)及碩士生陳泓諺(右)研究發現大腦是逐步回溯學習,刊登在《自然通訊》(Nature Communications)頂尖期刊。(陽明交大提供)

    2023/10/30 10:17

    〔記者林曉雲/台北報導〕國立陽明交通大學神經科學研究所教授林士傑團隊研究發現,記憶猶新是真的,大腦會從最接近獎勵的事件開始回溯學習,分階段逐步納入較早的事件,並同時消除無效的錯誤行為,這項大腦逐步回溯學習的發現,刊登在《自然通訊》(Nature Communications)頂尖期刊,證實大腦的學習歷程不僅是有步驟,且是向後回溯,越接近現在的獎賞記憶會越先被學習並修正過去的行為。

    林士傑表示,這項研究提供行為和神經生理學證據,證明動物是使用逐步策略來學習,「基底前腦」已知與老化以及神經退化疾病中的認知功能衰退有關,這項研究闡明,「基底前腦神經元」透過獎賞預測誤差訊號,來促進追求獎勵的行為,也進一步支持「基底前腦」中非膽鹼性神經元所扮演的重要角色。

    為了驗證大腦逐步回溯學習策略,研究團隊將雄性大鼠放在行為箱中,訓練牠們進行聽覺辨別,大鼠聽到正確聲音、移動到正確地方,就能獲得糖水獎勵。新的學習階段再將聽覺改成光照刺激,如此反覆測試大鼠在學習過程中的行為特徵。

    林士傑說明,研究團隊觀察到大鼠會從最接近獎勵的行為事件開始學習,分階段依序納入較早的事件,其特徵是錯誤行為種類與頻率在學習過程中逐步遞減,而尋求獎勵行為逐步細緻化並減少犯錯。

    除了行為實驗外,研究團隊也利用微電極直接觀察大鼠腦內的電訊號,發現逐步學習各個階段可以反映在「基底前腦」中的神經元活性,每當學會一個新的行為事件可以預測獎賞時,「基底前腦神經元」就會被該事件活化。團隊成員包含神經科學研究所博士生鐘佑哲與碩士生陳泓諺,以及林士傑在美國國家衛生研究院實驗室指導的同仁合作完成。

    陽明交大團隊發現,大鼠在行為箱的實驗,證實大腦逐步回溯學習的策略。(陽明交大提供)

    陽明交大團隊發現,大鼠在行為箱的實驗,證實大腦逐步回溯學習的策略。(陽明交大提供)

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