制約刺激與非制約刺激的時序（CS–US timing）

聯想學習（associative learning）裡，制約刺激（conditioned stimulus, CS；本庫指氣味）與非制約刺激（unconditioned stimulus, US；電擊、獎賞，或代替它們的多巴胺訊號）誰先誰後、隔多久，決定動物學不學得到、學到什麼方向。 順向配對（forward pairing）＝CS 先、US 後；逆向配對（backward pairing）＝US 先、CS 後；痕跡制約（trace conditioning）＝CS 結束後空白一段時間才給 US。

本頁用語（每頁可單獨查閱，故重複列出）：

• KC：Kenyon 細胞（Kenyon cell），蘑菇體（mushroom body，果蠅腦中把氣味和好壞連起來的構造）裡代表氣味的神經元，每種氣味只活化一小群。
• DAN：多巴胺神經元（dopaminergic neuron），送出代表懲罰或獎賞的多巴胺。依 Handler 2019 的說法，PAM 群多報告獎賞、PPL（PPL1）群多報告懲罰。
• MBON：蘑菇體輸出神經元（MB output neuron），接收 KC 的訊號，推動果蠅靠近或走開。
• 區室：葉沿長度切成的一格，以 γ1pedc、γ2、γ4、α2 等編號命名；細胞也以所在區室命名，例如 MBON-γ1pedc、PPL1-γ1pedc。詳見 c-mb-compartment。
• 乙醯膽鹼（acetylcholine）：嗅覺訊號傳給 KC 時用的化學物質；在取出的腦上噴它，等於「假裝聞到氣味」。
• 光：指光遺傳活化 DAN，即讓 DAN 帶上照紅光就放電的蛋白，用光代替真的懲罰或獎賞（見 c-us-substitution）。
• 離體、在體、閉迴路：離體＝取出的腦泡在養液裡；在體＝活果蠅頭部固定、打開腦殼；閉迴路＝頭部固定的果蠅踩在球上走，送氣管隨牠的轉向轉動，可同時記錄行為與腦。
• 協同：兩個刺激配對時的反應，大於兩者分別單獨給的反應相加（見 c-coincidence-detection）。
• 價性（valence）：氣味被學成「好」（吸引）或「壞」（迴避）。
• DopR1、DopR2、內質網鈣：KC 上兩種多巴胺受體。DopR1 接上製造 cAMP 的路徑；DopR2 接上讓內質網（細胞內存鈣的小倉庫）放出鈣的路徑，所以量內質網鈣就是在看 DopR2 路徑有沒有啟動。

怎麼算 / 怎麼判定

時間差＝US 的某個時點減 CS 的某個時點，正值＝順向、負值＝逆向。本頁最該記住的一件事：各篇的「某個時點」不一樣。

庫內的用法

各點數值見 numbers。

引用時的陷阱

1. 起算點不同，數字不能跨篇或跨實驗直接比。 Tomchik 2009 說行為與成像的時間窗「相近」；但來源頁把兩者都改成從 CS 開始算之後，行為在 60–75 s（60 s 氣味＋trace 0 或 15 s）仍學得到，成像在 30 s 就沒有協同，差 2–3 倍（來源頁的計算）。Handler 2019 閉迴路順向是 +9 s 卻照樣有效，因為氣味持續 10 s，多巴胺到時氣味還在。
2. Hige 2015 的「順向」含一半痕跡配對：四下光在氣味開始後 0.2、0.7、1.2、1.7 s，氣味只有 1 s，所以後兩下落在氣味結束之後。
3. 「逆向」的結果各篇不同：Tomchik 2009 沒有顯著協同（配對只比相加多約 0.8 個百分點，p＝0.14），Hige 2015 無效，Handler 2019 是突觸增強與價性反轉（行為在 −2 s 反轉）。三篇的逆向時間差也不同（約 −15 s、−2.0 s、−1.2 s）。Aso 2016 在行為上補了一組並列資料：同一顆 PPL1-γ1pedc，光早 10 s 無效、早 20–60 s 產生喜好，間隔比 Handler 長一個數量級以上。不在本頁裁決，見 syn-contradictions 1.1。
4. 取樣稀疏：Hige 2015 只有兩點；Cohn 2015 只有 ＜ 500 ms 與 ＞ 45 s 兩種，中間沒有取樣；Handler 2019 行為的相鄰取樣點最近也差 1 s，Handler 2019 正文「只移動幾百毫秒就翻轉」的說法只有離體資料支持。就行為而言，Aso 2016 的十點掃描（單一型 DAN）與 Handler 2019 的五點掃描（PAM、PPL 群）並存；就突觸而言，完整掃描仍只有 Handler 2019 在 γ4 做過。
5. 「不配對」不等於「沒作用」。 Cohn 2015：DAN 與 KC 相隔 ＞ 45 s，γ4 突觸照樣變強（約三倍）；Handler 2019：同一實驗室、同一 γ4 MBON，相隔 6 s 就幾乎不變。兩篇的時間尺度對不上，見 syn-contradictions 1.3，未裁決。
6. 數十秒不只是「學不學得到」。 本庫主題頁 t-timing-rules 原本把行為的數十秒時間窗讀成「學不學得到」、把突觸的一秒尺度讀成「往哪個方向」；Aso 2016 在行為上看到方向也在數十秒尺度翻轉（嫌惡 ↔ 喜好），這個二分法要附條件。

相關

• 主題：t-timing-rules、t-dopamine-to-plasticity
• 概念：c-coincidence-detection、c-us-substitution、c-performance-index、c-kc-mbon-plasticity
• 實體：e-ppl1-gamma1pedc、e-mbon-gamma4
• 綜述：syn-contradictions
• 來源：s-tomchik-2009-camp-dynamics、s-hige-2015-heterosynaptic-plasticity、s-handler-2019-dopamine-receptor-timing、s-cohn-2015-coordinated-neuromodulation、s-aso-2016-dan-cell-type-rules