“在新情况下灵活学习的能力使适应不断变化的世界成为可能，”Joshua a . Gordon医学博士指出，他是这项研究的资深作者，也是美国国立卫生研究院下属的国家心理健康研究所的主任。“了解动物这种灵活学习的神经基础，让我们了解这种学习方式在人类中是如何被打乱的。”

戈登博士与纽约市哥伦比亚大学的Joseph A. Gogos医学博士和Alexander Z. Harris医学博士共同监督了这项研究项目。

每当我们遇到新的信息时，这些信息必须被巩固成稳定、持久的记忆，以便我们以后回忆起来。记忆巩固过程中的一个关键机制是长期增强，这是一种基于最近活动模式的神经连接的持续加强。虽然这种神经连接的强化可能是持续的，但它不可能是永久的，否则我们就无法更新记忆表征来适应新的信息。换句话说，我们记住新经历并从中学习的能力取决于信息编码，这种编码既持久又灵活。

为了了解使这种可塑性成为可能的特定神经机制，哥伦比亚大学艾伦·j·帕克博士领导的研究小组对老鼠的空间学习能力进行了研究。

空间学习依赖于腹侧海马体(位于大脑中部的一个结构)和内侧前额皮质(位于前额后方)之间的一个关键回路。这些大脑结构之间的连通性在空间学习过程中得到加强。然而，如果连接保持在最大强度，它会损害以后对新任务和规则的适应。研究人员假设，接触一种新的体验可能是一种环境触发因素，抑制了海马体与前额叶的连接，从而实现了灵活的空间学习。

在第一个任务中，研究人员训练老鼠以某种方式走迷宫以获得奖励。然后，一些老鼠被允许探索一个他们以前没有见过的空间，而另一些则探索一个熟悉的空间。然后，老鼠参与了第二个空间任务，这需要它们切换到一个新的导航策略来获得奖励。

正如预期的那样，所有的老鼠一开始都喜欢原来的导航策略。但探索新空间的老鼠逐渐克服了这种偏见，并在40次试验训练的中途成功地学会了新的导航策略。当研究人员在第一个任务中再次测试一小部分小鼠时，他们发现，接触新奇事物的小鼠能够切换回原来的策略，这表明它们根据任务要求更新和选择了自己的策略。

另外的研究结果表明，新奇的影响超出了新的空间:在第二个任务之前遇到新的老鼠也增强了对新的奖励策略的学习。

在整个训练过程中，大脑活动的变化揭示了驱动这种增强新颖性学习的神经元机制。在啮齿类动物的海马体中，有一种被称为θ波的明确的放电模式，它被认为在学习和记忆中起着核心作用。当Park和他的合作者检查腹侧海马体的记录时，他们发现在探索新领域和随后的一个小时里，θ波变得更强;在接下来的两天里，随着老鼠对竞技场的熟悉，θ波减少了。研究人员发现，接触新奇事物也扰乱了原始导航策略的编码，重新组织了海马腹侧单个神经元的放电模式，使它们与θ波同步。

同时，内侧前额叶皮层神经元的θ波同步性减弱，海马活动与前额叶活动之间的相关性减弱。这些和其他研究结果表明，接触新奇事物会抑制腹侧海马体和内侧前额叶皮层之间的突触连接，重新设置回路，以便随后加强与学习相关的连接。

通过触发这种重置，新颖性似乎促进了对任务特定奖励结构的策略更新。机器学习分析表明，在接触新颖性之后，腹侧海马神经元将编码策略从预测第一个任务的奖励转换为预测第二个任务的奖励。然后，特定任务的信息被传递到内侧前额叶神经元，后者相应地更新编码。

在化学水平上，神经递质多巴胺是这种可塑性的关键媒介。几项实验表明，激活腹侧海马体中的多巴胺d1受体会导致类似新奇的效果，包括抑制海马体-前额叶连接和增强学习能力。阻断d1受体可阻止这些新奇诱导的效应。

总之，这些发现揭示了在灵活的信息编码中起作用的一些大脑机制。

“我们的研究指出，新奇是触发回路重置的一种方式，有助于小鼠的空间学习，”Park说。“下一步是在这些发现的基础上，探索新奇感是否在人类的记忆和学习中起着类似的作用。”