新学期开始了，无数莘莘学子回到久别的课堂，像海绵一样吸收新鲜的知识。谈到什么是学习，这是动物在自然界经历了长期的生存竞争而拥有的能力。

    试想这样一个场景：老鼠钻出洞穴觅食，“啪”的一声，猫爪拍到它的鼻子上，老鼠立刻缩回洞内，幸运地捡回一条小命。下一次，老鼠出洞的时候就会东张西望，嗅了又嗅，直到确信没有猫在等着它，才会溜出来。

    学习是动物获得经验的过程。“会学习”的老鼠才能有机会生存下来，“不会学习”的老鼠将成为猫的午餐。动物界的进化可不是光比拼体力，智力也是它们能否繁衍生息的重要因素。

    关于学习的研究在17世纪笛卡尔的时代就已经开始。笛卡尔是一位哲学家，他不仅热爱哲学、数学，还钟情于生理学，提出“反射”的概念来描述神经活动的规律。后来，更多的生理学家和心理学家对“学习”开展了实验性的研究。

    美国科学家坎德尔曾经用海兔来研究习惯化和敏感化的机制。海兔是海洋中的一种软体动物，它只有两万多个神经元，而且神经元胞体大，便于实验操作。坎德尔轻触海兔，海兔出现缩鳃反射（保护性反射）。反复轻触之后，海兔的缩鳃反射越来越弱，最后消失了，这就是习惯化。反之，如果给海兔一个伤害性电击，海兔的缩鳃反射就会越来越强烈，这就是敏感化。习惯化和敏感化是低等动物都具有的简单的学习。

    坎德尔通过实验发现：习惯化的时候，感觉神经元轴突末梢的钙离子内流减少，轴突释放的递质减少，中间神经元和运动神经元上的突触后电位幅度下降，不容易产生动作电位；敏感化的时候，感觉神经元轴突末梢的钙离子内流增加，轴突释放的递质增多，中间神经元和运动神经元上的突触后电位幅度上升，更容易产生动作电位。这一发现获得了2000年的诺贝尔生理学或医学奖。

    奥地利行为生物学家劳伦兹的实验也很著名。劳伦兹亲自孵化一只小雁鹅，小雁鹅从蛋壳里钻出来时看见的第一个生物就是劳伦兹，从此，小雁鹅就把劳伦兹当成了妈妈，寸步不离地跟着他。如果他走远了，小雁鹅就会绝望地“放声大哭”。这种印记学习只能在年幼的动物出现，过了一定的关键期就无法形成。劳伦兹的这一发现获得了1973年的诺贝尔生理学或医学奖。

    俄国科学家巴甫洛夫给狗听铃声，并让铃声与食物相伴出现，久而久之，狗对铃声也会产生唾液分泌——这是大家熟悉的条件反射。条件反射是一种相对复杂的学习。食物是引起唾液分泌的非条件刺激，铃声则是与唾液分泌无关的刺激，两种刺激“联合”出现，使得铃声由一个无关刺激渐渐变成了条件刺激（条件是指要进行训练，不是先天就有的）。这其中的原理是：铃声激活的脑区和食物激活的脑区多次同时兴奋，相互之间会产生新的突触联系，于是铃声会产生和食物一样的刺激唾液分泌的效果。巴甫洛夫获得了1904年的诺贝尔生理学或医学奖。

    学习现象证明大脑是具有可塑性的，换而言之，因为大脑从结构到功能可以为了适应环境进行一定程度的调整，我们的认知才不会一成不变，而具有了提升的可能。

    学习的机制涉及蛋白质合成、突触功能和结构的变化、新突触的形成、基因表达等。目前，科学家们对于简单学习已经了解得比较清楚，对于复杂学习的原理还无法给出深入的解答。

    每一天，我们都在学习一些新的知识，不一定是课本上的白纸黑字，也可能是人际交往的感悟，或者某一项运动的技能，我们的大脑也因此形成了新的突触、建立了新的回路，变得更加成熟、睿智。只要你热爱学习、善于学习，就会发现大自然有无限的奥秘等待发现，也会发现生活可以通过不断扬弃变得越来越好，成为自己想要的样子。

    （作者系华中师范大学生命科学学院副教授，中国神经科学学会会员）