Purkinje 细胞是脊椎动物小脑皮层中体积很大的一种神经元，在调节和维持运动动态的正常功能方面起着重要作用。单个 Purkinje 细胞在下图中由红色标识，拥有大的瓶状细胞体，单个长轴突和许多线状分支延伸（或称树突，负责接收来自其他细胞的电化学脉冲信号）。通过释放抑制性神经递质 γ-氨基丁酸（GABA），Purkinje 细胞减少其他神经元的活动（发射率），将脉冲发送到中枢神经系统的其他地方。因此，Purkinje 细胞构成小脑皮质的唯一输出，调节运动功能的水平和程度。图片来源：Yinghua Ma and Timothy Vartanian, Cornell University, Ithaca, NY; courtesy of the National Institute of General Medical Sciences, National Institutes of Health, Bethesda, MD

论文及实验介绍

论文：小脑 Purkinje 细胞对序列的习得反应

对小脑中关联学习的研究以前专注于单次的运动。

例如，在眨眼时，受试者能够学会根据条件刺激（Conditional Stimulus，CS）在适当的时间眨眼，比如无条件角膜刺激（Unconditional corneal Stimulus，US）后重复的一个音调。

这些条件刺激（CS 和 US）会传递到小脑的 Purkinje 细胞，后者会获得精确的时间间隔响应，驱动明显的眨眼反应。Purkinje 细胞的这种条件反应的时间由 CS-US 间隔决定，与输入信号中的时间模式无关。

除了单次运动外，小脑在学习诸如弹钢琴等需要多次精确定时的肌肉收缩的复杂运动程序中具有重要作用。

在目前的工作中，隆德大学的研究人员发现，Purkinje 细胞可以学会双重间隙反应（double pause response），也即对拥有 2 个间隙的序列输入信号产生响应。

虽然这项研究针对的是小脑的 Purkinje 细胞，与我们常说的大脑神经元有所不同。但这一研究发现确实改变了以前对神经元细胞“学习能力”（learning capacity）的认知。

正如研究人员所说，以前认为学习更多是发生在神经元之间连接增强或减弱的过程中。现在，神经元细胞本身也具有一定的学习能力，或者说“可编程”。

这一发现如果能切实转换到人工神经网络的设计上，无疑将带来更上一级的人工神经网络，从而实现下一代的深度学习。

编译来源

隆德大学新闻稿：

PNAS 论文：