先後與間隔:氣味和多巴胺的時序如何決定學到什麼
同一個氣味、同一次懲罰,只差誰先誰後、隔多久,果蠅學到的東西就不一樣。本庫五篇論文直接在不同的時間尺度上量這條規則,量法與起算點都不同,而它們對「懲罰比氣味先到」的結果說法不一。
想像一個門鈴。門鈴響完幾秒,總是有人來敲門討債,你很快就會一聽到門鈴就緊張。如果討債的人總是先敲門、走了以後門鈴才響,門鈴就不再預告壞事,反而像是「危險解除」的信號。動物的學習也是這樣:一個線索有沒有意義、是什麼意義,取決於它和好壞結果的先後。心理學把這種學習叫古典制約(classical conditioning),線索叫條件刺激(conditioned stimulus, CS),好壞結果叫非條件刺激(unconditioned stimulus, US),也常統稱「增強訊號」(reinforcement)。
在果蠅身上,氣味是線索。懲罰或獎賞的訊號,由多巴胺神經元(dopaminergic neuron, DAN)以多巴胺這種化學物質送進蘑菇體(mushroom body)。蘑菇體裡的 Kenyon 細胞(Kenyon cell, KC)代表氣味:每種氣味只活化其中一小群。KC 把訊號交給輸出神經元(MB output neuron, MBON),MBON 再推動果蠅靠近或走開。KC 與 MBON 之間的接點叫突觸(synapse),學習改變的就是這些接點的強弱。
讀這一頁需要的幾個詞
- 配對(pairing): 讓氣味與增強訊號在一次訓練裡都出現一次。順向配對是氣味先、增強訊號後;逆向配對(或稱倒序)是增強訊號先、氣味後。本頁的「懲罰先到」就是逆向配對。
- 兩群多巴胺神經元: PAM 與 PPL 是兩群多巴胺神經元,PAM 多半被當成「獎賞」訊號,PPL 多半被當成「懲罰」訊號。要只活化其中一部分,研究者用「驅動品系」:只讓某一群細胞帶上外加基因的果蠅品系,名字是一串代號。本頁用到三個:
- Handler 2019 在取出的腦裡用 R58E02(e-r58e02)活化 PAM,這群 PAM 管 γ4 格。這個品系到底標到幾型 PAM,各篇說法不同(syn-contradictions 1.5)。
- Handler 2019 的行為實驗用 MB504B(e-mb504b)活化 PPL。
- Hige 2015 與 Aso 2016 活化的都是同一型、名叫 PPL1-γ1pedc 的多巴胺神經元,它管 γ1pedc 格,在兩篇裡都扮演懲罰訊號。
Handler 2019 寫的「PPL」和這裡的「PPL1」是不是同一群,Handler 自己沒說;本庫另一篇(Felsenberg 2017)用同一個 MB504B 品系,稱它標的是 PPL1,所以大致可當成同一群(syn-contradictions 4.4)。
- 時間差: 增強訊號比氣味晚幾秒記為正(+),早幾秒記為負(−)。「多巴胺早 1.2 秒」即時間差 −1.2 秒。
- 區室(compartment): KC 的軸突(往外送訊號的長纖維)成束排成幾條「葉」,葉沿長度被切成一格一格。每一格由一型多巴胺神經元支配、由一型輸出神經元讀取,名字取自它在哪條葉的第幾格,例如 γ1pedc、γ4、α2。一格的突觸改變,不一定代表另一格也會這樣改。
- 突觸變強或變弱對行為的意義: 這一條把「突觸」接到「行為」,後文反覆用到。輸出神經元的放電少了,通常是因為它從 KC 收到的訊號少了,也就是突觸變弱。意義取決於那一格的輸出神經元推動什麼。本頁把果蠅的行為一律寫成「靠近/愛追」(論文稱趨近)或「走開/躲開」(論文稱迴避)。論文引用的先前研究指出,γ1pedc 的輸出神經元推動「靠近」,γ4 的推動「走開」。整理成表:
| 格 | 輸出神經元推動 | 突觸對某氣味變弱 | 突觸對某氣味變強 |
|---|---|---|---|
| γ1pedc(Handler 2019 舉的 γ2 也屬這一類) | 靠近 | 比較不靠近=學會躲開 | 更靠近=學會喜歡 |
| γ4 | 走開 | 比較不走開=學會喜歡 | 更想走開=學會躲開 |
| - 分數的正負號: 行為實驗用一個分數表示果蠅偏向哪個氣味,各篇的正負號約定不同(見 c-performance-index)。本頁一律把分數翻成「躲開」或「喜歡」來講,括號裡附上原論文的數值。 | |||
| - ※ 推論: 本庫的標記,表示這一句是本庫依據論文內容推出來的,論文沒有明說。 |
所以這條線最後要回答的是:多巴胺抵達 KC 的那一刻,KC 是剛被氣味活化、正被活化、還是還沒被活化,這三種情況會不會讓 KC→MBON 的突觸往不同方向改?
幾個時間尺度,幾種量法
這幾篇論文看的不是同一個時間尺度,而且量的東西不同。
數十秒:行為。 兩篇在這個尺度上量行為,量法差很多。
- s-tomchik-2009-camp-dynamics 用 T 迷宮(e-t-maze)訓練果蠅,用真的電擊當懲罰:氣味與電擊各持續 60 秒,之後讓果蠅在兩條通道中選一條。行為量法是表現指數(performance index, P.I.),這篇的約定是越接近 1 表示越會躲開被電過的氣味,0 表示沒學到(兩條通道各去一半)。兩者同時給,P.I. 約 0.72。氣味結束後空白一段時間才開始電擊,這叫 trace 制約;空白 0、15、30、45 秒時,P.I. 依序約為 0.47、0.22、0.13、0.05。倒序組相當於逆向配對,但不完全是:以氣味開始為 0 秒,電擊從 −45 秒開始、到 +15 秒結束;氣味從 0 秒到 60 秒。所以兩者在 0 到 15 秒之間重疊(※ 由論文示意圖量出)。這一組 P.I. 約 0.04,接近沒學到。這些值都是從圖上讀的,見 numbers。
- s-aso-2016-dan-cell-type-rules 不用電擊,而是只活化一型多巴胺神經元 PPL1-γ1pedc 來代替懲罰(見 c-us-substitution):讓它帶上一種照紅光就會被活化的蛋白質,紅光一亮,它就放出多巴胺。果蠅在一個分成四個象限的圓形小競技場裡訓練與測驗。每次訓練是 10 秒的氣味,加上 10 秒內三下、每下 1 秒的紅光;研究者只改變紅光開始的時刻,共測了十個時間差,從 −90 到 +60 秒。結果如下(※ 從圖判讀;這篇的分數負值=躲開、正值=喜歡):
| 紅光相對氣味 | 時間差 | 結果 |
|---|---|---|
| 晚 0 到 20 秒開始 | 0 到 +20 秒 | 學會躲開,最強約 −0.45 |
| 晚 30 或 60 秒 | +30、+60 秒 | 學不到 |
| 早 10 秒(光剛結束,氣味才來) | −10 秒 | 學不到 |
| 早 20 到 60 秒 | −20 到 −60 秒 | 學會喜歡,約 +0.12 到 +0.15,幅度約為躲開的三分之一 |
| 早 90 秒 | −90 秒 | 學不到 |
| 作者的解釋是:氣味出現在壞事之後,預告的是「壞事結束了」,所以變成好消息。這篇只量行為,沒有量任何神經元。 |
數秒:KC 裡的化學訊號。 Tomchik 2009 也在取出的整顆腦上做實驗(c-ex-vivo-explant)。KC 接收嗅覺訊號時用的是乙醯膽鹼(acetylcholine)這種化學物質,所以作者用玻璃管滴乙醯膽鹼來模擬氣味,滴多巴胺來模擬懲罰。他們量 KC 軸突裡的 cAMP,這是一種把外界訊號傳進細胞內的小分子,被認為是啟動記憶的訊號之一。他們問的不是 cAMP 升多少,而是兩者配對時,cAMP 的上升是否超過兩者分開給時的總和。超過的部分稱為「協同」,代表 KC 偵測到兩個訊號湊在一起(見 c-coincidence-detection)。乙醯膽鹼先、多巴胺晚 1 秒或 15 秒,配對的上升量都約為總和的 1.5 倍;晚 30 秒,沒有協同;多巴胺先 15 秒,也沒有(配對與總和的差別在統計上不顯著,p = 0.14)。作者據此主張,KC 裡一個由 rutabaga 基因製造的酵素,就是負責偵測巧合的分子;這個酵素的工作正是製造 cAMP。作者也主張,這個協同出現的時間窗與行為的時間窗相似。
一秒上下:突觸本身。 另三篇直接量 KC→MBON 的突觸。它們的時序實驗都不用真的電擊或糖,而是直接活化多巴胺神經元來代替。一種方法是上面說的紅光(光遺傳學,optogenetics)。另一種是化學方法:讓多巴胺神經元帶上一種遇到 ATP 就打開的通道(P2X2,e-p2x2),再滴 ATP。
- s-hige-2015-heterosynaptic-plasticity 在活的果蠅上,用電極記錄 γ1pedc 格的輸出神經元,用紅光活化 PPL1-γ1pedc。順向:氣味給 1 秒,氣味開始後 0.2 秒起打 4 下光,每下間隔 0.5 秒。配對過的氣味,輸出神經元的放電少了約八成。放電次數會受輸出神經元自身狀態影響,所以作者再用藥物關掉它自己的放電,直接量它從突觸收到的電流。電流少了約九成。兩種量法指向同一件事:變的是突觸。逆向:先打 4 下光,最後一下之後 0.5 秒才給氣味,也就是第一下光比氣味早 2.0 秒。突觸完全沒有改變。
- s-handler-2019-dopamine-receptor-timing 在取出的腦裡做實驗:滴乙醯膽鹼刺激 KC(模擬氣味),用 P2X2 活化 PAM,再用螢光訊號看 γ4 格的輸出神經元。它掃了六個時間差:−6、−1.2、−0.6、0、+0.5、+6 秒。多巴胺早 1.2 秒,突觸變強;早 0.6 秒,只略為變強;兩者同時或多巴胺晚 0.5 秒,突觸變弱;早 6 秒或晚 6 秒,都幾乎不變。正負號在大約一秒之內翻轉。 同一篇的行為實驗改用紅光活化多巴胺神經元,顯示一次配對就能寫入一個氣味偏好,下一次反過來的配對(順向換成逆向,或逆向換成順向)就能把它翻轉;這樣一順一逆輪流訓練,連續 50 次都成立。
- s-cohn-2015-coordinated-neuromodulation 與 Handler 2019 出自同一實驗室,用同一類離體製備、同一個 γ4 輸出神經元、同樣以 P2X2 活化 R58E02 標的多巴胺神經元,但只測了兩種間隔。KC 刺激與多巴胺神經元活化相隔不到 0.5 秒(論文稱「配對」),突觸變弱;兩者相隔超過 45 秒(論文稱「不配對」),突觸變強,而且對所有測過的氣味都變強。例如單獨活化多巴胺神經元後,γ4 輸出神經元的反應由約 0.7 升到約 2.5(螢光變化,※ 從圖判讀)。0.5 到 45 秒之間沒有測。變弱這一半有條件。作者在同一顆腦裡輪流做「配對」與「不配對」兩種實驗,每一輪的起點就是上一輪留下的狀態;配對那幾輪的起點,是剛被不配對變強過的突觸。所以它直接顯示的是「配對能把變強過的突觸壓回去」,不等於「配對能讓一個沒被動過的突觸變弱」。換句話說,這篇對「配對讓突觸變弱」只提供間接證據;它直接證明的是「不配對讓突觸變強」。這篇沒有行為資料。
Cohn 2015 與 Handler 2019 對「沒有和氣味湊在一起的多巴胺」給出不同的圖像:相隔超過 45 秒仍讓突觸變強,相隔 6 秒卻幾乎沒有作用。矛盾點在於:兩篇的間隔沒有重疊(6 秒與 45 秒以上),單看數字可以都對;但若「沒和 KC 同時出現的多巴胺會讓突觸變強」是一般規則,相隔 6 秒時也應看到變強,Handler 卻幾乎看不到。兩篇條件相近,這個差別本庫列為等人裁決的矛盾,見 syn-contradictions 1.3。
如果只把 Tomchik 2009 與 Handler 2019 並排,很容易得到一個簡單的圖像:決定學不學得到的時間窗以數十秒計(看行為),決定往哪個方向學的時間窗以一秒計(看突觸)。加進另兩篇之後,這個二分法只對那兩組條件成立。 Tomchik 的行為窗以數十秒計,但它的倒序組沒學到,看不到方向翻轉;Handler 的方向翻轉發生在突觸上,在一秒之內。Aso 2016 卻在行為上看到方向本身也在數十秒的尺度上翻轉:光晚 0 到 20 秒是躲開,光早 20 到 60 秒是喜歡。Cohn 2015 則在突觸上看到,多巴胺與 KC 刺激相隔超過 45 秒仍有作用。所以時間窗多長,要看是哪一型多巴胺神經元、哪一種量法、什麼刺激長度。沒有一篇在同一套條件下,把行為窗與突觸窗一起從一秒量到數十秒。
訓練之後的一小時:另一種時間問題。 上面講的都是訓練當下,氣味與多巴胺之間隔多久。s-ichinose-2015-reward-recurrent-circuit 問的是訓練之後:果蠅在 T 迷宮裡學會把氣味和糖連在一起之後,記憶要經過鞏固(consolidation,把剛形成的記憶轉成穩定記憶的過程,見 c-memory-consolidation)才會留到隔天。作者用一種升溫時會阻斷神經元輸出的工具(e-shibire-ts),在訓練一結束就關掉管 α1 格的獎賞型多巴胺神經元 PAM-α1、α1 格的輸出神經元 MBON-α1,或軸突經過 α1 的那一類 KC,關 1 小時,24 小時後的記憶就變差;等到訓練後 22 小時才關 1 小時,就沒有影響。放在這裡,是為了提醒「時間窗」至少有兩種:配對當下的間隔,以及訓練後記憶還能被干擾多久。兩者是不同的問題,後者的細節屬於另外兩條主題:t-memory-updating 與 t-mbon-dan-feedback。
起算點不同,時間窗不能直接比
各篇的「間隔」從不同的時刻算起,這是讀這條線最容易出錯的地方。
- Tomchik 2009 的行為與成像,起算點不同。 行為實驗的空白從 60 秒氣味的結束算起,成像實驗從乙醯膽鹼的開始算起。若兩邊都改從氣味開始算(成像實驗用乙醯膽鹼代替氣味,所以乙醯膽鹼的開始就對應氣味的開始):
- 成像上,多巴胺晚 15 秒還有協同,晚 30 秒就消失,所以協同的時間窗最長不超過 30 秒。
- 行為上,空白 15 秒(P.I. 約 0.22)相當於氣味開始後 60 + 15 = 75 秒才電擊,仍學得到。
- 所以行為的時間窗至少是成像的 75 ÷ 30 = 2.5 倍。若把空白 30 秒(P.I. 約 0.13,即 90 秒)也算學得到,則是 90 ÷ 30 = 3 倍。
論文說兩者「相似」,在定性上成立,在定量上要附條件。
- Handler 2019 只看起點。 它的時間差是兩個刺激「開始時刻」的差,不管各自持續多久。它另有一種閉迴路實驗:果蠅在一顆可轉動的球上走,研究者同時記錄行為與腦中訊號。這個實驗的氣味給 10 秒,在最後 1 秒打光,所以順向配對的時間差記為 +9 秒,比離體實驗中「幾乎無效」的 +6 秒還長,卻照樣有效。※ 推論:原因是打光時氣味還在,而離體實驗的 KC 刺激只有 0.5 秒,+6 秒時早已結束。這表示「只看起點」的時間差,在刺激長短不同的實驗之間不能直接比。
- Aso 2016 也只看起點,而且起點本身有幾秒的不確定。 它的時間差是「紅光開始」減「氣味開始」,而氣味與光各持續 10 秒。所以「早 10 秒」那一點,三下光剛好在氣味到達前結束,兩者沒有重疊;「早 20 秒」以上,光結束後還要再等 10 秒以上氣味才來。另外,閥門打開後約 2 秒氣味才到達競技場邊緣、再約 3 秒才充滿,論文沒說時間差的零點是閥門打開還是氣味到達(※ 推論:若是閥門打開,果蠅實際聞到氣味的時刻要晚幾秒,這對時間差接近 0 的幾點影響最大)。
- Hige 2015 的光有一半落在氣味之外。 4 下光的時刻是氣味開始後 0.2、0.7、1.2、1.7 秒,而氣味只給 1 秒,所以後兩下在氣味結束之後。論文沒有討論這兩下是否也有作用。
- Cohn 2015 只給「相隔不到 0.5 秒」與「相隔超過 45 秒」兩種分類。「配對」時誰先,正文沒有用數字寫明,只有示意圖畫成多巴胺神經元的活化落在 KC 刺激期間、KC 先開始;主文也沒有寫出每次滴 ATP 持續多久,所以它的多巴胺刺激與 Handler 2019 的強弱無法比較。
所以「某篇的時間窗是 X 秒」這種句子,必須附上它從哪一刻算起。細節見 c-cs-us-timing。
懲罰先到:沒學到,還是學到相反?
這是這幾篇之間最尖銳的分歧,本庫列為等人裁決的矛盾,見 syn-contradictions 1.1。
| 逆向配對的結果 | |
|---|---|
| Hige 2015,γ1pedc 突觸 | 光比氣味早 2.0 到 0.5 秒:完全不變。摘要據此寫「可塑性嚴格依賴時間順序」 |
| Aso 2016,行為,只活化 PPL1-γ1pedc | 光早 10 秒:學不到。光早 20 到 60 秒:果蠅學會喜歡該氣味(約 +0.12 到 +0.15)。光早 90 秒:學不到 |
| Handler 2019,γ4 突觸 | 多巴胺早 1.2 秒時變強 |
| Handler 2019,行為,活化 PAM(獎賞那一群) | 果蠅比較不追該氣味。※ 推論:這與 γ4 突觸在 −1.2 秒變強的方向一致(γ4 推動走開,變強就更想走開);但行為的時間差是 −2 秒,突觸在 −2 秒沒有量過 |
| Handler 2019,行為,活化 PPL(懲罰那一群) | 果蠅反而更愛追該氣味:懲罰訊號先到,卻讓果蠅喜歡這個氣味(推理見表下) |
| Tomchik 2009,行為 | 接近沒學到 |
Handler 2019 的兩列行為結果,可以照同一條規則一步步推:
- 順向配對讓那一格的突觸變弱,逆向配對讓它變強。
- PAM 管 γ4,γ4 推動走開。順向時 γ4 變弱,走開的力量小了,果蠅更愛追;逆向時 γ4 變強,果蠅比較不追。所以獎賞訊號在順向時讓果蠅喜歡這個氣味,在逆向時反而讓果蠅不喜歡。
- PPL 不管 γ4,管的是推動靠近的那幾格(Handler 2019 只說它的 PPL 品系支配六個區室,沒有列出是哪六個;它在一般性的說明裡舉 γ2 作為推動靠近的格)。順向時那幾格變弱,靠近的力量小了,果蠅不想追;逆向時變強,果蠅更愛追。
所以 PAM 與 PPL 在行為上的效果方向相反,不是因為規則不同,而是因為兩者管的格推動相反的行為(γ4 推動走開、γ2 推動靠近);突觸本身的規則都是「順向變弱、逆向變強」。這是 Handler 2019 的推理,PPL 這一側的突觸它沒有直接量。
所以 Handler 2019 的逆向配對不是「沒學到」,而是「學到與順向相反的東西」。
這些結果不一定互相否定,因為條件差很多。Hige 2015 量的是 γ1pedc 格、活體、輸出神經元的放電;Handler 2019 量的是 γ4 格、取出的腦、輸出神經元的螢光訊號,而且活化的是 PAM 而不是 PPL1。兩者的逆向時間差其實有重疊:Hige 的 4 下光分布在氣味前 2.0 到 0.5 秒之間,涵蓋了 Handler 顯著變強的 −1.2 秒。※ 推論:所以單靠「時間差不同」解釋不了這兩篇的差異,格與多巴胺神經元群的不同是較可能的原因;但兩篇都沒有在對方的格上做實驗,這只是推論。Tomchik 2009 的倒序組,電擊長達 60 秒、與氣味重疊約 15 秒,已經不是單純的「先電後聞」,不能拿來直接比。
Aso 2016 讓這張表更複雜,但沒有解決它。 先講結論:它和兩邊都部分相符,所以無法用來判定誰對。
- 和 Hige 2015 相符的部分。 它活化的是同一型多巴胺神經元。光緊貼在氣味之前(Aso 的 −10 秒、Hige 的 −2.0 到 −0.5 秒),兩篇都看不到效果。
- 和 Handler 2019 相符的部分。 光更早(−20 到 −60 秒)時,Aso 看到「學到相反」,方向和 Handler 的 PPL 行為結果一樣。但 Handler 在 −2 秒就翻轉,兩者的時間差相差一個數量級。
- 條件不同。 Aso 只活化 γ1pedc 一格,Handler 的 MB504B 品系支配六個區室;Aso 的氣味 10 秒,Handler 的 2 秒;兩篇的裝置也不同。
- Aso 只量行為。 作者說「這顆多巴胺神經元依先後讓突觸雙向改變」最能解釋資料,但這要靠生理量測檢驗,本篇沒有量 γ1pedc 突觸是否真的變強;論文也沒有排除喜好記憶寫在別的格。
※ 推論:若 γ1pedc 確實有逆向變強的窗,它可能落在比 Hige 測的 2 秒更早的時候;那麼 Hige 與 Handler 的差別,可能同時來自格的不同與時間窗的不同。這沒有被測過,矛盾 1.1 維持未裁決。
為什麼方向會翻轉
Handler 2019 給了一個分子層級的答案:KC 軸突上有兩種多巴胺受體(e-dopamine-receptor)。一種製造 cAMP,推動突觸變弱;另一種讓細胞內的鈣倉庫放出鈣,推動突觸變強;而放鈣只在多巴胺先到時才發生。這部分屬於另一條主題,見 t-dopamine-to-plasticity。
和本頁有關的是兩篇對 cAMP 的不同說法,它們量的東西不同:
- Tomchik 2009 量「協同」,也就是配對時的上升量超過兩者分開給的總和的那一部分。它發現協同只在順向出現,所以認為 cAMP 分得出先後。
- Handler 2019 量「上升量」本身。它發現每個時間差都會上升,所以光看 cAMP 有沒有上升,分不出是哪一種順序,因此認為 cAMP 分不出先後。
※ 推論:兩者可以同時成立。cAMP 在任何順序下都會上升(Handler),但只有順向時上升得比預期多(Tomchik)。若是如此,cAMP 的「量」帶有一點先後資訊,只是不足以單獨決定方向。這個推論沒有被測過,本庫列為待裁決,見 syn-contradictions 1.2。
這條線卡在哪
目前能說的只有兩點: 順向配對(氣味先、多巴胺後、間隔在幾秒內)讓那一格的突觸變弱,量過突觸的三篇都看到(Cohn 2015 附上述條件);多巴胺先到時會怎樣、時間窗多長,各篇依條件給出不同答案,沒有定論。
最容易被誤讀的一點:幾篇論文的措辭都比資料強。
- Hige 2015 說可塑性「嚴格依賴時間順序」,但它只測了一個順向與一個逆向協定,沒有測其他時間差。
- Handler 2019 正文說,時間差「只移動幾百毫秒」,就能讓果蠅從躲開翻轉成靠近。但它的行為實驗只測了 −6、−2、0、+1、+6 秒五個時間差,最靠近的兩點是 0 與 +1 秒,也差了 1 秒。幾百毫秒的翻轉只在取出的腦裡量到,在行為上沒有被直接量到。
- Aso 2016 正文說躲開的記憶出現在氣味開始後「30 秒的時間窗內」,但光晚 30 秒那一點並不顯著;顯著的是 0、+10、+20 秒三點。
這幾句話的方向都對,只是不是被直接量到的精度。
沒有人處理的缺口:
- 突觸層級的完整時間差掃描,只有 Handler 2019 在 γ4 格做過;行為層級,Aso 2016 在單一型多巴胺神經元(γ1pedc)上掃了十個時間差。兩者不同格、不同量法。其他格是否有同樣的翻轉、翻轉點是否相同,庫內沒有資料(syn-contradictions 3.3)。Aso 2016 正文說其他驅動品系的最佳時間關係「相似但不完全相同」,曲線在補充資料裡,本庫沒有取得(?待查)。
- 不同格對多巴胺的敏感度不同。Hige 2015 在 γ1pedc 格只要 1 秒氣味、4 下以內的光,就能讓突觸變弱;在 α2 格則要 1 分鐘氣味、120 下光。Aso 2016 在行為上看到同方向的差別:把訓練從 60 秒縮成 10 秒,只活化 γ1pedc 那一型時,學到的量減少得較少;另外三個只活化獎賞型多巴胺神經元的品系,學到的量就少了很多,約只剩一半。一格需要的刺激越多,訓練就得越長,而訓練越長,「先後」就越難界定。門檻差異會不會讓各格的時間窗也不同,是時序問題的一部分,目前沒有資料能回答。
- 多巴胺與 KC 刺激相隔 6 秒到 45 秒之間,突觸會怎樣,本庫沒有資料;這正是矛盾 1.3 卡住的地方。
- 本頁的規則只處理「與多巴胺神經元配對的氣味」。s-felsenberg-2017-re-evaluation 用糖當獎賞訓練果蠅:一個氣味配糖,另一個氣味單獨出現、不配糖。訓練後,γ2α′1 格的輸出神經元對沒有配糖的那個氣味反應反而變大。這個氣味從未和多巴胺訊號湊在一起,本頁的規則解釋不了(syn-contradictions 3.7)。
- 記憶寫入之後的改寫,教學訊號可以由氣味本身經輸出神經元觸發(s-felsenberg-2018-memory-extinction,見 t-mbon-dan-feedback)。※ 推論:這時多巴胺必然在氣味開始之後才出現,屬於順向;但那篇沒有量氣味與多巴胺神經元之間的時間差。
- 本頁引用的六篇都沒有取得完整的補充資料,部分時間參數與對照實驗標為「?待查」。
相關
- s-tomchik-2009-camp-dynamics:數十秒的行為時間窗,與數秒尺度的 cAMP 協同;把兩者並列的第一篇
- s-aso-2016-dan-cell-type-rules:單一型多巴胺神經元的行為時間差掃描;光晚 0 到 20 秒學會躲開,早 20 到 60 秒學會喜歡
- s-hige-2015-heterosynaptic-plasticity:一順一逆兩個協定,順向讓 γ1pedc 突觸變弱,逆向無效
- s-handler-2019-dopamine-receptor-timing:六個時間差的突觸掃描,正負號在一秒內翻轉,行為可逐次反轉
- s-cohn-2015-coordinated-neuromodulation:只有「不到 0.5 秒」與「超過 45 秒」兩點;相隔超過 45 秒的多巴胺讓 γ4 突觸變強(矛盾 1.3)
- s-ichinose-2015-reward-recurrent-circuit:訓練後一小時的鞏固窗;屬於 t-memory-updating 與 t-mbon-dan-feedback
- s-felsenberg-2017-re-evaluation:沒有配對的氣味反應變大,超出本頁規則(3.7)
- s-felsenberg-2018-memory-extinction:由氣味經輸出神經元觸發的教學訊號,必在氣味之後(※ 推論)
- 概念:c-cs-us-timing、c-coincidence-detection、c-kc-mbon-plasticity、c-us-substitution、c-performance-index、c-mb-compartment、c-camp-signaling、c-ex-vivo-explant、c-memory-consolidation
- 實體:e-dopaminergic-neuron、e-mbon、e-kenyon-cell、e-mushroom-body、e-epac-camp-sensor、e-cschrimson、e-split-gal4、e-p2x2、e-r58e02、e-mb504b、e-dopamine-receptor、e-t-maze、e-shibire-ts
- 同一批論文的另一條主題:t-dopamine-to-plasticity
- 矛盾與空缺:syn-contradictions
- 待開頁面:e-olfactory-arena
- 其他相關參考頁:e-mbon-gamma4、e-ppl1-gamma1pedc
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