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你絕對不想與銀環蛇遭遇。這種蛇咬一口就足以讓十幾個人喪命。這種活性毒素就像一個化學剎車，會進入你的神經元，並熄滅原本能啟用你肌肉的訊號。真是糟糕的東西。
更令人驚訝的是，這種毒液，或者非常相似的東西，竟然存在於我們的頭部。來自高尾·亨施教授在哈佛大學實驗室的最新研究表明，一種與銀環蛇毒素高度相關的分子，名為Lynx1，在大腦中起著剎車的作用。與直接讓神經元沉默不同，像Lynx1這樣的分子有助於控制神經元，抑制它們隨著經驗生長和發生其他變化的趨勢。在沒有這些剎車的情況下，我們的大腦回路會變得蔓延且適應性強，但也有點不穩定。
當我們年輕時，我們會經歷一個生物“關鍵期”——這是一個剎車很少，大腦具有極強適應性的時期。某些型別的學習似乎不需要特別關注或練習就會發生。我們沒有人是透過記憶規則和特例來掌握母語的，例如如何運用不同的詞性。相反，我們的大腦似乎在某種程度上已經為必要的資訊做好了準備，而資訊也自然而然地進入了大腦。
隨著大腦老化，它不太願意與世界達成妥協。年老的大腦不會輕易地重塑自身以適應新的輸入，而是更受限制——任何在晚年努力學習一門新語言的人都知道這個生物學真理。雖然許多過程都促成了大腦學習潛力的這種變化，但科學家們認為，一些變化是由逐漸積累的分子（如Lynx1）引起的，這些分子限制了大腦的適應性。
當然，被自己的大腦“咬傷”，並讓你的神經能力逐漸消失，這似乎是一種不公平的待遇。但事實上，這是一個過程的必要——儘管不那麼令人興奮——的後半部分，它以一種終身可訪問的格式儲存知識。如果沒有某種免受變化的絕緣，年輕的神經元粘土將永遠不會凝固，導致生活的教訓不穩定且容易退化。因此，儘管Lynx1和其他分子透過踩下可塑性的剎車來切斷我們的關鍵期，但它們也有助於長期鎖定知識。
自然地，科學家們長期以來一直對了解這些剎車是如何工作的細節（在此處進行了綜述）感興趣，並且，或許有一天，如何控制它們。透過對Lynx1的研究，亨施團隊找到了可能是在關鍵期後關閉可塑性大門的的主要因素之一。此外，他們還展示了一種解除剎車以增強成人可塑性並修復大腦佈線錯誤的方法。這可能對治療發育障礙和腦損傷具有重大意義，並最終可能提供增強晚年認知能力的方法。
研究Lynx1特性的第一步是詢問它是否在合適的時間積累以發揮可塑性剎車的作用。透過標記和收集來自不同年齡的小鼠大腦中的Lynx1及其前體的樣本，研究人員追蹤了其水平如何隨時間變化。它的濃度在幼年時較低且穩定——在小鼠已知的關鍵期內——並且隨著年齡的增長而增加。
當然，許多分子都預計會在關鍵期內改變其濃度，而且其中許多分子可能只是在湊熱鬧，而沒有在關鍵期關閉中發揮作用。如果Lynx1真的是剎車，那麼放鬆它應該會增強老年大腦的可塑性。
利用基因工程技術，亨施的團隊更進一步——他們在小鼠中移除了這個剎車，並詢問它們的大腦是否仍然在通常的關鍵期之後具有可塑性。這些老年的大腦是否可以透過經驗重新佈線，就像通常只在年輕的大腦中看到的那樣？為了回答這個問題，亨施博士和他的同事修改了經典實驗正規化，該正規化由大衛·休伯爾和託斯頓·維塞爾博士開發——這對諾貝爾獎獲得者在視覺系統的關鍵期神經生物學方面做了基礎性工作。
基本實驗方法是記錄動物（在本例中是小鼠）視覺皮層的神經元，在其中一隻眼睛被縫合後的一段時間。正如你可能預料的那樣，剝奪視覺皮層一半的預期輸入是經驗上的重大變化，可以觸發大腦組織的變化。隨著時間的推移，更多的神經空間被用來處理來自好眼睛的輸入，而犧牲了壞眼睛。這被稱為“眼優勢”的變化。
該團隊發現，與對照組小鼠不同，後者只有在生命早期閉上眼睛才會發生眼優勢轉移，而沒有Lynx1的小鼠在成年期對眼睛的操作仍然表現出這些轉移。因此，沒有Lynx1的老年大腦仍然具有可塑性，就好像關鍵期從未關閉一樣。在另一個實驗中，該小組還表明，沒有Lynx1的大腦也更擅長自我修復。
雖然從基因上消除Lynx1是促進可塑性的可靠方法，但這不太可能成為人類“可塑性療法”的基礎。實際上，我們不能被重新設計為缺乏Lynx1。然而，達到類似目的的另一種方法——並且更有可能成為一種療法——是找出可塑性剎車作用於什麼，並嘗試人為地增強被抑制的過程。
利用藥理學和分子標記研究，亨施及其同事發現，Lynx1透過阻斷神經遞質乙醯膽鹼的受體來發揮作用。乙醯膽鹼在強烈集中注意力或興奮時會廣泛地注入大腦，並基本上向神經元發出喚醒訊號，從而促使它們改變其反應特性和物理組織。透過使神經元對這些警報充耳不聞，Lynx1有效地切斷了大腦改變自身的能力。
與此同時，這表明可以透過施用提高乙醯膽鹼水平的藥物來增強晚年生活中的可塑性。事實上，亨施博士的團隊發現，注入提高乙醯膽鹼的藥物可以使小鼠的大腦更具適應性。
雖然直接將其應用於人類可能還需要一段時間，但這提出了一些誘人的可能性。自然而然地，大多數想法都轉向某種“大腦增強”，這將幫助我們以我們年輕時所享受的同樣輕鬆的方式學習某些型別的技能。誰不想擁有更多的神經能量，或者能夠透過隨意在一直想去的國家閒逛來吸收一些新的語言呢？
然而，尚不清楚移除Lynx1是否必然會為學習複雜的技能和語言帶來快樂時光。這些可能受到額外的或只是不同形式的監管。儘管如此，這項研究可能也有助於更直接的，如果更適度的目標。例如，有可能使用乙醯膽鹼增強劑來提高大腦訓練計劃的有效性，以避免衰老和隨著年齡增長而導致的認知衰退。
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