在一项来自特拉维夫大学的突破性研究中，科学家们揭开了大脑如何学习和形成记忆的一个基本冲突，挑战了长期以来关于经典条件反射和操作性条件反射的假设。这项研究成果发表在《Science Advances》（神经元电路机制在基于行动的学习和偶发学习之间的竞争互动）上，表明这两种学习系统无法同时运作，而是在大脑中争夺主导地位。
经典条件反射，最著名的例子是巴甫洛夫的狗实验，涉及在刺激之间形成被动关联——例如将铃声与食物的预期联系起来。相比之下，操作性条件反射是一个主动过程，行为通过奖励或后果得到强化。几十年来，科学家们认为这两个系统可以协同工作，但新的研究表明其动态远比想象中复杂得多。
该研究由特拉维夫大学医学院和健康科学学院神经回路及嗅觉感知实验室的Moshe Parnas教授和他的博士生Eyal Rozenfeld领导，使用果蝇（Drosophila）作为模型生物。尽管果蝇的大脑结构简单，但它们表现出的学习行为与哺乳动物非常相似，因此非常适合这种类型的探究。
在实验中，果蝇被训练将特定气味与电击联系起来，分别采用经典条件反射和操作性条件反射方法。在经典条件下，果蝇闻到气味时会停止不动；而在操作条件下，它们学会了逃避。然而，当两种条件反射方法同时应用时，果蝇既没有表现出冻结也没有逃离的行为，而是显得困惑，无法有效学习任何一种反应。
“你可以把大脑看作是在进行一场心理拔河比赛，”Parnas教授解释道，“当一个学习系统活跃时，它会积极抑制另一个系统。这种优先级设置防止了矛盾反应的发生，但也意味着大脑不能同时学习两种相互矛盾的行为。”
研究人员确定了负责这种优先级设置的神经机制，重点关注大脑的“导航中心”，它充当门控器的角色，确保只有一种记忆占据主导地位。
Eyal Rozenfeld强调了这些发现的广泛影响：“这一发现不仅重塑了我们对学习的理解，还可能为诸如注意力缺陷多动障碍（ADHD）和阿尔茨海默病等疾病的治疗提供有价值的见解。通过了解大脑如何管理竞争性的学习系统，我们或许能发现新的治疗干预途径。”
虽然果蝇和人类存在巨大差异，但在学习过程中的平行性表明，这些见解可能对神经科学和教育产生深远的影响。这项研究的核心在于展示了大脑优化学习的能力——即使这意味着要牺牲另一条路径的选择。
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