日本东北大学研究生院生命科学研究科的陈俊宇（博士课程2年级）、生驹叶子助教、松井广教授（同时任职于研究生院医学系研究科）等人的研究阐明，在小鼠迷走神经上安装袖套电极，并于学习训练后立即实施迷走神经刺激（VNS），可进一步增强数日后出现的学习成绩提升效果。这一实验结果证明经由末梢神经向大脑传递的信号，可能通过包括血管运动和代谢在内的脑内环境变化参与巩固记忆。该成果有望推动开发大脑潜在学习能力和恢复能力的脑刺激法。相关研究成果已发表在《iScience》的8月25日刊上。
图1 通过迷走神经刺激促进学习表现的概要。让小鼠进行水平视动性眼球运动（HOKR）范式学习，并在每次训练结束后立即通过植入左侧颈部的袖套电极刺激迷走神经。接受迷走神经刺激（VNS）的小鼠群在训练当天并未观察到明显变化，但在训练后的第2天（Day2）和第5天（Day5）进行学习效果检验时，学习表现显著提高。此外，我们发现VNS会引起小脑片叶周围脑血容量的变化，并且反复刺激还会诱发脑血管的节律性波动。根据这些结果，迷走神经刺激可能通过改变包括脑血管运动在内的脑内环境，从而支持学习记忆的巩固。图中的角色分别示意包绕于小鼠迷走神经的袖套电极，以及参与脑血管扩张和收缩的血管平滑肌。（供图：东北大学）
大脑与躯体依靠迷走神经相连，大脑通过迷走神经调节内脏功能，反之，来自内脏的信息也传递给大脑。对迷走神经进行电刺激的VNS（迷走神经刺激）目前已在难治性癫痫等病症中投入临床应用。
此前研究已知，进行迷走神经刺激后，信号首先被传递至脑干的孤束核，并激活多个区域。但脑内发生了怎样的生理变化，未能得到充分阐明。
为此，研究团队调查了VNS如何影响学习成绩以及脑血管、代谢环境。
研究团队以小脑片叶发挥重要作用的水平视动性眼球运动（HOKR）学习为对象进行了调查。HOKR学习是一种通过反复的经验使配合水平方向移动的视觉刺激移动眼球、稳定视野的反应得到改善的运动学习，被用作研究小脑可塑性和运动学习机制的模型。
研究人员通过植入小鼠颈部的袖套电极进行VNS，调查了对脑内非神经系统，尤其是血管和星形胶质细胞的影响。为调查从躯体向大脑传递信号带来的影响，将袖套电极安装在左颈部迷走神经上。
首先，为调查VNS会引发脑内环境的何种变化，研究人员利用光纤光度法检测了在运动学习中发挥重要作用的小脑的血流量的波动。
结果发现，小鼠每次接受VNS刺激时，都会随刺激产生一过性血管扩张（血流量增加）。
后续实验在第1天以间隔1小时、每次15分钟共4轮的训练。VNS组在每次训练结束后立即实施20分钟的VNS，无刺激组不施加该刺激；研究人员分别在第1天、第2天、第5天测定眼球运动，评估学习效果。
实验结果显示，两组小鼠的当日成绩几乎未见提升，第2天成绩出现显著上升，第5天成绩进一步提高。尤其是VNS组，观测到其学习成绩明显高于无刺激组。
研究还证实，VNS能够诱导脑血容量的节律性变化，血管运动量的变动量越大，学习成绩越好。该指标未来有望作为预测长期记忆巩固的标志物。
松井教授表示：“我们发现，迷走神经刺激会引起脑内血容量的节律性变动。这种血管活动可能通过调节脑的能量代谢，形成支持训练后记忆巩固的脑内环境。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：iScience 117413.
论文：Vagal nerve stimulation induces vascular oscillations and enhances long-term learning
作者：Chen JU, Ikoma Y, Matsui K (2026)
DOI：doi.org/10.1016/j.isci.2026.117413
