学习语言或音乐对儿童而言通常比较容易，但是连年轻人都知道，这种能力随着年龄的增加显著下降。作为一种神经调节物，腺苷是大脑中的一种关键性的化学信使。在一项新的研究中，来自美国圣犹大儿童研究医院等研究机构的研究人员证实限制一种被称作听觉丘脑（auditory thalamus）的大脑结构中的腺苷的供应或功能会让成年小鼠像婴幼儿从接触的声音中进行学习那样，保持从它们被动接触的声音中进行学习的能力。相关研究结果发表在2017年6月30日的Science期刊上，论文标题为“Restoring auditory cortex plasticity in mice by restricting thalamic adenosine signaling”。
论文通信作者、圣犹大儿童研究医院发育神经生物学系研究员StanislavZakharenko博士说，“通过破坏听觉丘脑中的腺苷信号，我们将听觉学习的时间窗口延长到迄今为止报道的最长时间：成年期，这远远超出了小鼠中通常的关键期。这些结果为通过恢复大脑关键区域中的可塑性延长人类学习语言或音乐能力的时间窗口提供一种有前景的策略。这种可塑性恢复可能是通过开发选择性阻断腺苷活性的药物实现的。”
听觉丘脑是大脑中的中继站，收集声音并将它们发送到听觉皮层进行加工。听觉丘脑和听觉皮层依赖神经递质谷氨酸进行通信。已知腺苷通过抑制这种神经递质的释放，降低谷氨酸水平。这项研究也将腺苷抑制与下降的大脑可塑性和高效的听觉学习能力终结关联在一起。
这些研究人员利用多种方法证实降低腺苷或阻断A1腺苷受体会改变成年小鼠对声音作出反应的方式。A1受体对腺苷这种化学信使的功能是至关重要的。
这些研究人员证实当听觉丘脑中的腺苷下降或A1受体受到阻断时，被动地接触一种音调的成年小鼠非常像婴幼儿仅是通过听到的东西来学习语言那样，当这种音调在几周或几个月后播放时会对它作出更强的反应。这些成年小鼠也获得区分非常接近的音调（或者说具有类似频率的音调）的能力。在正常情形下，小鼠通常缺乏这种音调识别力。
Zakharenko说，“总而言之，这些结果表明高效的听觉学习的时间窗口在这些小鼠体内重新打开了，它们保持了这种学习能力。”
在这些研究人员用来抑制腺苷活性的策略当中，实验性化合物FR194921选择性地阻断A1受体。通过在声音接触时使用这种化合物，它恢复了成年小鼠的听觉学习能力。Zakharenko说，“这提示着开发靶向A1受体的药物延长人体中的这种时间窗口可能是可行的。”
Zakharenko和他的同事们也将听觉学习能力的年龄相关下降与参与听觉丘脑中的腺苷产生的胞外-5’-核苷酸酶（ecto-5'-nucleotidase）的年龄相关上升关联在一起。他们报道成年小鼠在听觉丘脑中具有比新生小鼠更高水平的胞外-5’-核苷酸酶和腺苷。剔除这种酶会将成年小鼠中的腺苷水平恢复到新生小鼠中的水平。因此，他们当前正在寻找靶向胞外-5’-核苷酸酶的化合物作为一种延长听觉学习时间窗口的替代性方法。
参考资料Jay A. Blundon, Noah C. Roy, Brett J. W. Teubner et al. Restoring auditory cortex plasticity in mice by restricting thalamic adenosine signaling. Science, 30 Jun 2017, 356(6345):1352-1356, doi:10.1126/science.aaf4612愚愚学园
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