神经递质γ-氨基丁酸（GABA）和谷氨酸具有互补的作用---GABA抑制神经元，而谷氨酸使其更加活跃。在一项新的研究中，由英国牛津大学的Roi Cohen Kadosh和George Zacharopoulos领导的一个研究团队发现，这两种神经递质在大脑顶内沟（intraparietal sulcus）中的水平可以预测数学能力。该研究还发现，这两种神经递质和算术流利性之间的关系随着儿童长大成人而发生了变化。相关研究结果于2021年7月22日发表在PLoS Biology期刊上。
大脑兴奋/抑制的水平被认为与学习有关，特别是在关键时期。然而，很少有人知道它们与几十年来可能发生的复杂学习有关。为了解决这个问题，这些作者测量了255人的GABA和谷氨酸水平，范围从6岁儿童到大学生。这些参与者还参加了两项数学成绩测试，他们在算术问题上的表现与GABA和谷氨酸的水平相关联。
这些作者发现，在年轻人中，大脑左顶内沟（大脑顶部、左侧、后部中的褶皱）的GABA水平越高，数学的流利程度越高，而谷氨酸水平则相反。在成年人中，这些结果几乎完全相反；低GABA浓度与更高的数学流利程度有关，同样，谷氨酸水平则相反。由于这些参与者在相隔1.5年后接受了两次测试，这些作者还能够发现，第一次测试时的神经递质水平可以预测后来的数学成绩。
关于扫描、认知过程和神经化学谱图的信息。图片来自PLoS Biology, 2021, doi:10.1371/journal.pbio.3001325。
我们对GABA、谷氨酸和学习的大部分了解都来自实验室中的啮齿动物实验，这些实验并不能直接说明诸如数学等随时间发展的自然学校技能。这项对人类的纵向研究将有助于科学家们更好地理解学习能力和大脑可塑性之间的关系，特别是在可能跨越数年的关键时期。
Cohen Kadosh补充说，“我们在GABA和谷氨酸与学习成绩之间的联系中发现了发育开关，这突出了一个普遍的、未知的可塑性原则。与以往专注于较窄的发育阶段的人类或动物研究相比，我们的横断面-纵向研究表明，不同阶段的可塑性和大脑兴奋和抑制之间的联系不太可能是一成不变的。我们的发现对开发基于大脑的干预方案也有重要意义，我们希望在未来对其进行研究。”
参考资料：
George Zacharopoulos et al.Predicting learning and achievement using GABA and glutamate concentrations in human development. PLoS Biology, 2021, doi:10.1371/journal.pbio.3001325.
原文刊载于【生物谷】公众号
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