10月12日，应中国科学技术大学神经物理学和神经生理学实验室毕国强教授邀请，美国卡内基梅隆大学神经生物学家Alison L. Barth教授参观实验室并作了题目为“Cortical circuit rewriting during learning”的精彩报告。Barth实验室的研究重点是在正常和病理两种状态下，经验如何组装和改变大脑的环路特性。实验室特别关注小鼠模型中的体感皮层相关环路，该环路中来自皮肤的特定类型的感觉输入驱动神经活动来改变突触连接强度和皮层神经元的发放特性。这种神经可塑性可以导致感知能力的增强并影响随后的学习。经验如何改变突触的研究结果揭示了许多神经系统中感知和学习的基本原则。此外，实验室的研究人员正在使用电生理记录，电子显微镜和计算建模等技术，探索如何在新皮层中构建和优化功能网络。
报告中，Barth教授给我们展示了小鼠在胡须学习过程中体感皮层可塑性变化的最新进展。实验室使用了自行开发的FosGFP转基因小鼠，这种转基因动物能够把活动的神经元标记出来。同时实验中设计了非常巧妙的方法，能使动物在自己的生活环境中自行训练学习，这样动物在自由活动、完全没有束缚的情况下进行自学习，极大程度的还原了自然状态下，动物学习过程中大脑的活动状态。使用fos驱动的荧光报告基因来鉴定和记录在学习过程中被改变的特定新皮质区域和神经元。通过以上方法，Barth研究组揭示了关于突触增强机制的细节。实验室最近的研究表明，经验依赖的可塑性在最终巩固之前经历了多个阶段，这一发现对整个大脑的许多其他形式的学习都有影响。