1964年，挪威科学家洛莫（Terje Lømo）刚刚离开挪威海军要找工作，有一天他在奥斯陆的大街上偶遇挪威神经科学家安德松（Per Andersen），后者刚从澳大利亚埃克尔斯实验室回到挪威筹建自己的实验室，因此正需要人，于是洛莫就到了安德松的实验室工作，并在一年多以后开始攻读博士学位。洛莫在和安德松讨论之后，确定了自己的论文方向将集中在安德松研究过的“频率增强”（frequency potenti⁃ation）现象上。安德松从海马齿状回的前穿质通路（per⁃forant path）给予颗粒细胞强直刺激（tetanic stimulation，即一连串很密集的电震），他发现在刺激停止之后，颗粒细胞的兴奋性还会持续增大数秒甚至半分钟。1969年，洛莫对博士论文《海马结构齿状回的突触机制和组织》（Synaptic Mechanisms and Organization in the Dentate Area of the Hippocampalformation）进行了答辩。
图3-7 海马内部的解剖结构。DG为齿状回，其通过前穿质通路接受来自内嗅皮层的输入，而齿状回神经元的轴突与CA3神经元形成突触。CA3神经元的轴突分成两分支，一支经穹隆离开海马；另一支经谢弗侧支，与CA1神经元形成突触。
在洛莫的论文中，他记录了当在前穿质通路加一连串刺激时齿状回中细胞体层和树突层的场电位。他特别注意这种刺激的后效应，以前人们报道过这种后效应类似于强直后增强（posttetanic potentiation，简称PTP），一般只持续几分种。之前虽然也观察到过在脊髓中有长达数小时的PTP，但是只有在长期给予高频刺激之后才能观察到。人们一般认为这种后效应只是突触可塑性的一种表现，但并不是学习的可能机制。例如，埃克尔斯就曾这样说过：“要想用所显示的突触效能的这种变化[11]来解释学习和建立条件反射的最不能令人满意的一个特点就是，为了产生能检测得出的突触变化需要长时间的过度刺激。”
1966年洛莫用麻醉兔作为实验材料，他通过前穿质通路给海马齿状回颗粒细胞一短串刺激，结果发现此处的突触效能提高并能维持几个小时。在做实验的时候，一如他所能预见的那样，当给前穿质通路单个脉冲电刺激时，在齿状回细胞中诱发出兴奋性突触后电位（excit⁃atory postsynaptic potential，简称EPSP）。但是出乎他的意料之外的是：如果他先在突触前纤维上加上高频刺激串，在接下来的时间里即使只加单脉冲刺激也能引起更强的EPSP，而且这种效应能持续很长时间。这种现象就被称为长时程增强（long⁃term potentiation，简称LTP）。洛莫的这一工作也就成了LTP研究的发轫之作。由于海马结构简单，同时，离体的海马切片可以在合适的灌流条件下存活数小时，使实验者便于精确给刺激和记录，因此以后许多对LTP的实验都是在海马切片上进行的。
自从洛莫发现LTP以后，人们普遍认为LTP是海马中学习记忆的重要机制，并发表了上千篇论文。人们假定在海马中产生LTP是学习的结果，但是在此后的30多年中一直没有找到决定性的证据。1986年，莫里斯（Richard Morris）从动物的在体实验中首先提示LTP可能是形成记忆所必需的。他通过用药物改变大鼠海马的方法来测试它们的空间记忆。他把大鼠放到一个池水极度混浊的水池中，池壁垂直而无法攀缘，只有在水面下某处才有一个看不见的平台可供它歇脚。对正常大鼠来说，它们能把看不见的平台位置和周围环境中的显著标志联系起来。因此在经过训练之后，正常大鼠再被丢进水池时，它们能立即游向平台。然而用NMDA的阻断剂APV处理过海马的大鼠再被丢进去时，它们就会在池中乱游一气，好像以前从来也没有在池中训练过一样。这就是莫里斯水迷宫实验。他们然后把这两组大鼠的海马切片，结果发现对照组很容易诱发LTP，而用APV处理过的鼠则很难诱发LTP，这表明NMDA受体至少对某些类型的学习记忆是必需的，也间接提示LTP可能也是这些类型的学习记忆所必需的。然而应该指出的是，这个实验只是说明了LTP和这些类型的学习记忆之间存在相关性，还不能证明这两者之间存在因果关系。尽管以往此类实验都是对动物的习惯化、敏感化和条件反射，特别是恐惧条件反射做的，这些记忆都属于非陈述性记忆，其结论对于陈述性记忆是否也适用并没有证据，但此实验间接提示了这种可能性，因此还是很有意义的。
2006年，美国神经科学家贝尔（Mark F.Bear）等人让大鼠在一个两室的盒子里通过在暗处受到电击的方法学会避免待在暗处而只待在亮处，由此发现学习确实在海马的突触之间诱发LTP。贝尔说道：“我们证明了所有人都相信的一个信念：当学习时在海马中确实诱发出了LTP。这对神经科学家来说是一个很大的成绩，因为自我们知道LTP之后的30多年来一直未能得到这样的证据。”由于他们的研究比较专业，这并非一本科学普及图书所能详述的，有兴趣的读者可以参看相关文献。[12]
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