第117页 第三卷 11 突触联系的强化

11 突触联系的强化
1.参考巴甫洛夫用狗做的实验研究，我设计了三种形式的刺激，分别用来模拟三种类型的学习：习惯化、敏感化和经典条件反射。
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2.习惯化是最简单的学习形式，通过习惯化，动物学会识别无害的刺激，这样就能在确保自己安全的情况下对它们置之不理。习惯化使人们能够在相对嘈杂的环境中工作。这种学习使我们对钟表的声音以及心跳、胃蠕动等躯体感觉习以为常。从这个意义上说，习惯化是学习识别反复发生的无害刺激的过程。
我成功用海兔腹神经节细胞建立了习惯化模型。在一束通往R2细胞的神经轴突上施加一个弱电流，然后重复该电刺激10次。我发现，随着重复次数的增加，细胞产生的突触电位逐渐减小。重复到第10次时，反应强度已经减弱至原来的1/20。这种现象与反复向动物呈现中性刺激的结果十分类似。我把这个过程称为同突触抑制（homosynaptic depression）。
3.习惯化是动物学会忽略某刺激，与之相反，敏感化是一种恐惧习得形式：威胁刺激发生后，动物立即变得敏感，对几乎一切刺激都投入更多的注意，并产生更强的反应。在人类身上，比如听到枪声后的过激反应，枪响后听到其他声音或感觉肩膀被触碰时，人很可能会跳起来。
沿用习惯化的方法在R2细胞的神经通道上建立敏感化模型。首先，我在一条神经通道上呈现一个或两个弱的电刺激，将诱发出来的突触电位作为实验的基线。然后，在另外一条通往R2细胞的神经通道上施加一组强刺激。这时，当我再次刺激第一条神经通道时，突触反应大幅度增加，提示该通路的突触联系被强化了。我称这个过程为异突触易化（heterosynaptic facilitation）。
4.最后，我试图模拟负性经典条件反射。这种经典条件反射教动物将不愉快的刺激（如电击）和不诱发反应的普通刺激联系起来。中性刺激必须总是在负性刺激之前呈现，前者似乎预示着后者发生。
负性经典条件反射和敏感化的类似之处在于，一个感觉通路的活动增强了另一个感觉通路的活动。然而，二者是不同的，它们的不同点表现在以下两方面。首先，经典条件反射使一对相继发生的刺激形成联系。其次，经典条件反射只增强动物对某一个中性刺激的反应，而敏感化使动物对整个环境的反应增强。
5.如此，Tauc和我发现了两条重要原则。首先，借鉴训练动物获得习得行为的方案，可以通过不同的刺激组合形式改变神经细胞间的突触联系强度，持续时间可达数分钟。其次，更重要的一点，同一个突触的强度可以被不同组合形式的刺激强化或减弱。该事实提示，与突触强度有关的一系列变化可能是活体动物中某些简单信息储存形式的基础。
6.说起乐趣，在一个科学会议上，诺贝尔奖得主Hill初访美国时报告了自己的工作。在报告接近尾声时，一位老者举手提问：Hill他的研究有什么实际应用。
Hill本来想说，许多科学实验原本都只是为了满足研究者的好奇心而进行的，可是后来人们从这些研究成果里获得了巨大的好处。但是，他并没有多费口舌，只是笑了笑，说道，“说老实话，先生，我们不是为了有用才做这个事，我们是为了乐趣。”
【7】我做自己认为有趣且重要的实验，我听到了自己的声音，就好像作家写出了一连串好故事后的感觉一样。这些研究发现给我带来了自信，我感觉自己能够在科学上有所作为。与Tauc共事之后，我再没经历过那种因灵感耗竭带来的恐惧。尽管有时难免悲观沮丧，但我相信，只要好好阅读文献、去实验室分析数据、并与学生和博士后们多讨论讨论，我总能获得一些想法。然后，我会反反复复地讨论这些新想法。当我准备着手解决下一个问题时，我会进行大量的阅读。
【8】当我决定采用海兔做研究时，我学会了相信自己的直觉，跟着感觉走。成熟的科学家需要具备许多品质，品味可以说是其中最重要的一项了。就像欣赏艺术品、音乐、美食和美酒一样，搞科学也要有品位。你要学会分辨重要和不重要的科学问题。我能感觉到自己品味的提升，我已经学会辨别有趣的问题和无趣的问题——在有趣的事情中，我又能分辨出哪些是可行的。
9.我清楚地知道，每个人都背负着自己的历史、自己的问题和自己的心魔，既往的经历和恐惧深刻地影响着我们行动。