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訓(xùn)練時(shí)間間隔對蟋蟀嗅覺學(xué)習(xí)記憶的作用分析
蟋蟀一次嗅覺聯(lián)合學(xué)習(xí)訓(xùn)練，就能夠形成對氣味的記憶，并且能夠通過再次學(xué)習(xí)訓(xùn)練替換之前的記憶，下面是小編搜集整理的一篇探究蟋蟀嗅覺學(xué)習(xí)記憶作用的論文范文，歡迎閱讀借鑒。
1引言
學(xué)習(xí)與記憶是生物賴以生存的重要高級生理機(jī)能，大量的神經(jīng)學(xué)研究結(jié)果表明：昆蟲也具有與人類相似的學(xué)習(xí)與記憶能力[1].世界上有許多腦科學(xué)研究者把昆蟲的腦與脊椎動(dòng)物的“巨大腦”相比，稱作為“微小腦”.雖然“微小腦”體積上較小，但它在本質(zhì)上具有許多“巨大腦”所具有的結(jié)構(gòu)與機(jī)能[2].嗅覺在昆蟲生命活動(dòng)中起著至關(guān)重要的作用，在尋找食物、選擇配偶、探測產(chǎn)卵地點(diǎn)、躲避天敵等活動(dòng)中發(fā)揮了不可替代的作用。當(dāng)昆蟲觸角感受到環(huán)境中氣味分子后，這些氣味分子運(yùn)載的信息在感覺神經(jīng)元中轉(zhuǎn)換成電生理信號，經(jīng)過一系列的神經(jīng)傳遞過程傳遞至高級中樞進(jìn)行信息處理[3].嗅覺學(xué)習(xí)在昆蟲中已經(jīng)被證明是一個(gè)與研究學(xué)習(xí)記憶和神經(jīng)機(jī)制相關(guān)的模型[4].
2材料與方法
2.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
實(shí)驗(yàn)蟋蟀隨機(jī)選擇羽化后兩周蟋蟀6只，分別放入特制的小罐中，在其習(xí)慣的生長環(huán)境下隔離24小時(shí)，只喂食不喂水。
氣味偏好測驗(yàn)在訓(xùn)練開始之前進(jìn)行。在測驗(yàn)開始之前，將兩個(gè)氣味源隨機(jī)放在測驗(yàn)裝置之中。測驗(yàn)裝置如圖1是由一個(gè)400mm×250mm×150mm的塑料小盒構(gòu)成，四周用貼上光滑的塑料薄膜，底部為白色的平坦的硬紙板。整個(gè)測驗(yàn)裝置由兩個(gè)部分組成，等待區(qū)域(WA)和測驗(yàn)區(qū)域(TA)。等待區(qū)域是一個(gè)空白的場地，蟋蟀在測驗(yàn)之前，先將其放在等待區(qū)域五分鐘讓其適應(yīng)這種空曠的場地。實(shí)驗(yàn)場對等位置放置兩個(gè)氣味源，每一個(gè)氣味源是由直徑為30mm的聚乙烯小盤組成，在小盤的底部放置一個(gè)浸蘸薄荷精華或者是香草精華液，大小為6mm×6mm的濾紙片，每個(gè)小盤的蓋子上都鉆有24個(gè)小孔。測驗(yàn)場中均衡的放兩個(gè)與邊緣距離對等氣味源。
2.2實(shí)驗(yàn)方法
實(shí)驗(yàn)基本原理是把獎(jiǎng)賞(或厭惡)性刺激與某個(gè)中性刺激條件(如特定環(huán)境因素)反復(fù)相聯(lián)系之后，該中性條件便可獲得獎(jiǎng)賞(或厭惡)特性，誘發(fā)最初與獎(jiǎng)賞(或厭惡)聯(lián)系在一起的行為效應(yīng)。很多學(xué)者使用了這一方法評價(jià)各種精神活性藥物的強(qiáng)化作用[5].
2.3實(shí)驗(yàn)程序
本實(shí)驗(yàn)的氣味訓(xùn)練和測驗(yàn)方法采用Watanabeetal.(2003)的實(shí)驗(yàn)范式，實(shí)驗(yàn)分三階段進(jìn)行：偏好測驗(yàn)，訓(xùn)練階段，測驗(yàn)階段。
2.4數(shù)據(jù)分析
當(dāng)蟋蟀用喙部或者身體其他部位訪問氣味源時(shí)所得的時(shí)間事有效的數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)指標(biāo)為偏好指數(shù)PI(PreferenceIndex)，在獎(jiǎng)勵(lì)學(xué)習(xí)中，PI=PI=100*Tr/(Tr+Tnr)，Tr為訪問報(bào)酬氣味的時(shí)間，Tnr為訪問非報(bào)酬氣味的時(shí)間;在懲罰學(xué)習(xí)中PI=100*Tnp/(Tnp+Tp)，Tnp為訪問非厭惡刺激氣味的時(shí)間，Tp為訪問厭惡刺激氣味的時(shí)間;在這兩種條件下，PI為原始偏好較低的氣味通過學(xué)習(xí)后的偏好程度。
3結(jié)果
30s到5min的嗅覺訓(xùn)練學(xué)習(xí)過程中蟋蟀的學(xué)習(xí)能力越來越好，在時(shí)間為5min時(shí)蟋蟀的嗅覺學(xué)習(xí)訓(xùn)練最好。訓(xùn)練時(shí)間為10min時(shí)蟋蟀的學(xué)習(xí)能力開始下降。這種變化表明雙斑蟋具有很強(qiáng)的嗅覺學(xué)習(xí)記憶能力。訓(xùn)練后的蟋蟀嗅覺喜好較未訓(xùn)練有了明顯的變化，這種對環(huán)境的學(xué)習(xí)記憶能力對蟋蟀的生存具有重要意義。
4討論
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明雙斑蟋具有很強(qiáng)的嗅覺學(xué)習(xí)記憶能力。蟋蟀一次嗅覺聯(lián)合學(xué)習(xí)訓(xùn)練，就能夠形成對氣味的記憶，并且能夠通過再次學(xué)習(xí)訓(xùn)練替換之前的記憶，表明蟋蟀還具有容易刷新以前聯(lián)合學(xué)習(xí)記憶的能力。
此次實(shí)驗(yàn)采用獎(jiǎng)懲結(jié)合的方式對蟋蟀進(jìn)行嗅覺學(xué)習(xí)訓(xùn)練，造成良好的學(xué)習(xí)條件。最新的研究結(jié)果表明獎(jiǎng)勵(lì)記憶比懲罰記憶更持久，因?yàn)樵隗吧窠?jīng)遞質(zhì)傳遞懲罰和獎(jiǎng)勵(lì)2種不同的信號，多巴胺能神經(jīng)元和章魚胺神經(jīng)元分別在傳遞懲罰和獎(jiǎng)勵(lì)信號時(shí)起到很重要的作用。
參考文獻(xiàn)：
[1]那宇鶴，董鑫等。蟋蟀嗅覺學(xué)習(xí)記憶行為的初步探索[A]《。“基因、進(jìn)化與生理功能多樣性”海內(nèi)外學(xué)術(shù)研討會暨中國生理學(xué)會第七屆比較生理學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要》北京：中國生理學(xué)報(bào)，2009.
[2]李娜，李華等。蟋蟀腦的解剖結(jié)構(gòu)與生理機(jī)能[J].昆蟲知識，2008,45(2)。
[3]游靈，王廣利等。昆蟲嗅覺信號神經(jīng)傳遞途徑的研究進(jìn)展[J].生物災(zāi)害科學(xué)，2012,35(1)。
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