许多研究都告诉我们运动不只锻炼体魄，还是大脑的天然保健品，养成运动习惯能提升我们的记忆力、推理能力等。最近葡萄牙科学家们还在一项新小鼠实验中发现，当小鼠跑步速度加快时，小脑联想学习能力竟也跟着变好。
小脑攸关我们的运动能力与平衡感，虽然小脑不会主动发起动作，但会接收来自脊髓感觉系统与其他脑区的讯号，影响运动协调、精确度和准确时机控制。而现代生物医学研究表明，小脑除了在感觉认知、运动控制中扮演重要角色外，也和注意力、语言处理、音乐处理等许多认知功能相关，亦能调控恐惧与欢乐等情绪反应。
面对不断变化的环境，小脑无时无刻都在精准调整自己以应对进退，其运动技能学习之重要性无法否认。由葡萄牙一所研究中心 Champalimaud Center for the Unknown 发表的新研究刊登在《自然-神经科学（Nature Neuroscience）》期刊上，试图了解小鼠如何在运动中改变小脑内一部分神经回路。
实验内容主要是观察当小鼠奔跑速度加快时，其学习“延迟眨眼”的能力有否跟着变动。不过团队原本研究方向是“调节学习”，类似著名生理学家巴夫洛夫的古典制约理论实验：让狗对“钟声”与“喂食”两件事产生连结，最后狗只有在听到钟声响起时才会流口水。
新实验让小鼠在跑步机上奔跑，小鼠必须学会在眼睛被风吹拂（引起反射性眨眼）之前立刻闭上眼睛，属于小脑的学习形式。结果实验意外完全无效，团队看不到任何结果，不只每只小鼠测出的数据差距颇大，就连单只小鼠在相同实验中的数据变化都大到无法归纳结论。
直到某一刻，研究人员灵光乍现，突然考虑到实验条件失准，等他们对小鼠的奔跑速度做出调整，那些阻碍数据的“污点”立刻就消失了。此外，他们还发现当所有小鼠都以更快速度跑动时，它们产生相似的学习曲线和最大眼睑调节性能。论文第一作者 Catarina Albergaria 表示，这证实跑步速度与增强学习间存在因果关系，而不仅仅是相关性：当跑步速度加快，学习能力也变强。
跑步与学习增强的大脑联系机制究竟为何？首先，团队假设是否与视觉系统有关，比如老鼠在跑步时能看得更清楚，所以学得更好？但实验结果显示，无论是视觉刺激还是听觉刺激，学习效果都一样，代表促进学习增强的神经过程不涉及感觉系统，而可能是感觉讯号经过大脑皮层中的视觉、听觉或触觉区域处理后才发生反应。于是研究人员将目光转向小脑。
研究人员利用光遗传学技术以激光直接刺激小脑特定神经元，发现当鞭苔纤维（mossy fibers）通路被刺激而增加活动时，小鼠学习能力就会提高。团队推测，也许不一定要透过运动，只要任何能促进苔藓纤维活动增加的方法，都可以相对提升学习能力。
实验结果为我们提出了上述提高个体学习能力的潜在机制，团队未来将研究为何走路、有氧运动有助于改善思维、组织新想法。
- Why Does Running Faster Speed Up Learning in the Cerebellum?
（首图来源：pixabay）
