記憶鞏固與再鞏固(memory consolidation and reconsolidation)
剛學到的記憶起初不穩定,要經過訓練後一段時間的處理才變成能撐上一天以上的長期記憶(long-term memory, LTM),這段過程叫鞏固(consolidation)。 已鞏固的記憶被叫出來(再聞到氣味)時,可能暫時又變得不穩定,要再經過一段時間才重新存好,這叫再鞏固(reconsolidation)。本庫的實驗都用「在某段時間干擾腦,記憶就壞掉」來判定這段時間是否處於不穩定期。
本頁用語(每頁可單獨查閱,故重複列出):
- 蘑菇體、KC、葉、區室:蘑菇體(mushroom body)是果蠅腦中把氣味和好壞經驗連起來的構造;代表氣味的 Kenyon 細胞(KC)把軸突成束排成幾條「葉」,每條葉沿長度切成一格一格的「區室」(例如 γ1pedc、γ4、α1),細胞以所在區室命名(見 e-mushroom-body、c-mb-compartment)。
- 常見詞:PAM/PPL1=兩群多巴胺神經元(DAN),分別多傳遞獎賞/懲罰;光遺傳=讓神經元帶上照光就放電的蛋白(e-cschrimson);離體=把腦取出泡在養液裡,活體=活果蠅固定後看腦;順向配對=氣味先、多巴胺後,逆向=多巴胺先;「未配對」=兩種刺激錯開、不同時出現;cAMP=多巴胺受體被活化後在細胞內產生的訊號小分子;※ 推論=本庫推得、原文沒明說,?待查=要靠其他資料確認。
- STM/LTM:短期/長期記憶;在 Ichinose 2015 分別指訓練後 5 分鐘與 24 小時測得的記憶。
- CS+/CS−:訓練時配了糖的氣味/沒配糖的對照氣味。
- 冷休克(cold shock):把果蠅放在冰上麻醉 2 分鐘,用來擾亂不穩定的記憶。
- shibire^ts:升溫時暫時關掉選定神經元輸出的工具,見 e-shibire-ts。
- DAN、MBON、KC:多巴胺神經元、蘑菇體輸出神經元、Kenyon 細胞(見 e-dopaminergic-neuron、e-mbon、e-kenyon-cell)。
怎麼算 / 怎麼判定
- 鞏固:在訓練後的某個時間窗阻斷某群神經元(或給冷休克),隔天測記憶;早期阻斷傷記憶、晚期阻斷不傷,就判定該時間窗屬於鞏固期、該神經元在鞏固期必要。
- 再鞏固:訓練、等記憶穩定後再暴露氣味,接著在不同時間點給冷休克或阻斷;再暴露後不久干擾會讓記憶消失、晚一點干擾就不會,即判定為再鞏固。
- 記憶保留:比較即時、1 日、4 日的分數,看記憶撐多久(Aso 2016 的用法;它量的是保留,不是鞏固過程本身)。
庫內的用法
| 來源 | 怎麼用 | 得到什麼 |
|---|---|---|
| s-ichinose-2015-reward-recurrent-circuit | 糖獎賞一次訓練;以 shi 在訓練時、訓練後立刻 1 h、訓練後 22 h 起 1 h、或測試時阻斷 PAM-α1、MBON-α1、α/β KC | 訓練時或訓練後 0–1 h 阻斷都傷 24 h 記憶,22 h 後阻斷不傷;5 分鐘記憶未顯著受損(但實驗組比一個對照低約四成);提取需要 MBON-α1、不需要 PAM-α1(後者 n 小);作者模型「迴圈讓多巴胺在糖拿走後繼續釋放」未直接量過 |
| s-felsenberg-2017-re-evaluation | 糖獎賞記憶訓練後 3 h(或 21 h)再暴露 CS−(訓練時本來就沒有糖的那個氣味;聞到它「沒有糖」符合預期,作者認為這會叫出記憶卻不引發消退),再在 0/30/90 分鐘給冷休克,或在再暴露期間/之後阻斷 DAN 與 MBON | 0 與 30 分鐘冷休克使 6 h 記憶消失;90 分鐘時約回到未冰組的六成(從圖判讀,與未冰組差異不顯著);再暴露期間需要 PPL1-γ2α′1(MB-MV1)與 MBON-γ2α′1,再暴露後立刻需要 PAM,90 分鐘後不需要 |
| s-aso-2016-dan-cell-type-rules | 以單型 DAN 光遺傳訓練,比較即時、1 日、4 日記憶;單次 vs 10 次間隔訓練(見 c-spaced-training) | MB320C(PPL1-γ1pedc)即時最強但 10 次訓練後仍無 4 日記憶;MB630B(PPL1-α3)即時不顯著、10 次後有 4 日記憶;作者稱記憶穩定度是區室的性質,並說形成與鞏固「與在各區室平行、獨立進行一致」 |
數值見 numbers;鞏固、再鞏固與消退在記憶更新中的關係見 t-memory-updating,迴路回饋見 t-mbon-dan-feedback。
引用時的陷阱
- 「需要」是阻斷的結論,不是活動的量測。 Ichinose 2015 的圖題寫「dopamine release」,全篇沒有量多巴胺或神經活動;Felsenberg 2017 也沒有在活果蠅再暴露時量 DAN 活動。
- shi 的時間解析度粗。 Felsenberg 2017 從再暴露前 30 分鐘就升溫,所以「期間 vs 之後」的區分約以數十分鐘計;Ichinose 2015 訓練時阻斷維持多久論文沒寫。
- 「不顯著」常被讀成「沒作用」。 Felsenberg 2017 的 90 分鐘冷休克組、再暴露後才阻斷 MB-MV1 的組(下降約兩到三成、n ≥ 23 仍不顯著),Ichinose 2015 的 STM 組都是如此。
- 再鞏固的判準只有冷休克與阻斷。 Felsenberg 2017 沒有做蛋白質合成抑制(已 grep cycloheximide、protein synthesis,只在參考文獻標題)。
- Aso 2016 量的是保留,不是鞏固過程。 它沒有在訓練後的時間窗做干擾;「穩定度是區室的性質」的比較來自不同驅動品系,活化強度未校準。
- 三篇的「長期」不同:Ichinose 24 h、Felsenberg 2017 測 6 h(再暴露在 3 h)、Aso 1 日與 4 日。
相關
- 主題:t-memory-updating、t-mbon-dan-feedback
- 概念:c-memory-extinction、c-spaced-training、c-performance-index
- 實體:e-shibire-ts、e-t-maze、e-pam-alpha1、e-ppl1-gamma2alpha1、e-mbon-gamma2alpha1、e-dopamine-receptor
- 來源:s-ichinose-2015-reward-recurrent-circuit、s-felsenberg-2017-re-evaluation、s-aso-2016-dan-cell-type-rules
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記憶消退(memory extinction) 氣味類化(odor generalization) 間隔與集中訓練(spaced and massed training) c739-GAL4 驅動品系(c739-GAL4) KC 上的多巴胺受體(dopamine receptors DopR1/DopR2) MB099C 驅動品系(MB099C split-GAL4) MB504B 驅動品系(MB504B split-GAL4) MBON-γ1pedc(MVP2) MBON-γ2α′1(γ2α′1 輸出神經元) γ4 輸出神經元(γ4 MBON) MBON-γ5β′2a(M6;γ5 MBON) 四象限光遺傳嗅覺競技場(optogenetic olfactory arena) ATP 門控通道 P2X2(化學活化,chemogenetic activation) PAM-α1 多巴胺神經元(PAM-α1) PPL1-γ1pedc 多巴胺神經元(PPL1-γ1pedc, MB-MP1) PPL1-γ2α′1 多巴胺神經元(PPL1-γ2α′1, MB-MV1) R58E02 驅動品系(R58E02 driver lines) 溫度敏感型阻斷工具(shibire^ts1) T 迷宮(T-maze) TH-GAL4 與 TH+DDC 驅動(TH-GAL4 and TH/DDC drivers) 索引 Aso 2016 · dan cell type rules Felsenberg 2017 · re evaluation Ichinose 2015 · reward recurrent circuit 從多巴胺到突觸改變:KC 軸突怎麼讀出增強訊號 輸出神經元回頭指揮多巴胺神經元:MBON→DAN 回饋迴路 記憶怎麼被改寫:消退、再鞏固與新舊記憶並存 先後與間隔:氣味和多巴胺的時序如何決定學到什麼
記憶消退(memory extinction) 氣味類化(odor generalization) 間隔與集中訓練(spaced and massed training) c739-GAL4 驅動品系(c739-GAL4) KC 上的多巴胺受體(dopamine receptors DopR1/DopR2) MB099C 驅動品系(MB099C split-GAL4) MB504B 驅動品系(MB504B split-GAL4) MBON-γ1pedc(MVP2) MBON-γ2α′1(γ2α′1 輸出神經元) γ4 輸出神經元(γ4 MBON) MBON-γ5β′2a(M6;γ5 MBON) 四象限光遺傳嗅覺競技場(optogenetic olfactory arena) ATP 門控通道 P2X2(化學活化,chemogenetic activation) PAM-α1 多巴胺神經元(PAM-α1) PPL1-γ1pedc 多巴胺神經元(PPL1-γ1pedc, MB-MP1) PPL1-γ2α′1 多巴胺神經元(PPL1-γ2α′1, MB-MV1) R58E02 驅動品系(R58E02 driver lines) 溫度敏感型阻斷工具(shibire^ts1) T 迷宮(T-maze) TH-GAL4 與 TH+DDC 驅動(TH-GAL4 and TH/DDC drivers) 索引 Aso 2016 · dan cell type rules Felsenberg 2017 · re evaluation Ichinose 2015 · reward recurrent circuit 從多巴胺到突觸改變:KC 軸突怎麼讀出增強訊號 輸出神經元回頭指揮多巴胺神經元:MBON→DAN 回饋迴路 記憶怎麼被改寫:消退、再鞏固與新舊記憶並存 先後與間隔:氣味和多巴胺的時序如何決定學到什麼