過多的資訊量讓果蠅的學習成效不增反減

一般的果蠅訓練都是只有一個參數的單模型訓練(unimodal),而來自德國的團隊則嘗試將兩種參數代入果蠅的學習測試(bimodal),觀察將嗅覺以及視覺同時放入訓練是否有助於果蠅學習。

在一個實驗中,團隊將一種氣味(如AAC, acetoin acetate)以及一種顏色(如綠色)搭配在一起,在訓練階段給與果蠅電擊。一般情況測試階段果蠅就會對氣味或這個顔色與電擊做聯繫,接下來的測試會比較傾向進入T-maze另一個氣味或顔色的空間。而在此實驗,果蠅相對於只有視覺沒有嗅覺的訓練,其對於電擊以及空間的聯繫更強。但對比嗅覺訓練,利用兩種訊號的測試(bimodal)反而分數較差。(圖1、圖2)

根據兩個觀察結果,實驗團隊總結出的結論為因爲視覺訓練的聯繫不强,因此加入嗅覺訊號后,果蠅能更好的聯繫空間及電擊。但因爲嗅覺測試本身已經有很好的學習成效,另外加入視覺刺激相對讓果蠅需要聯繫更多不同事物在一起,寫入長期記憶的時間也較長,因此學習成效反而下降。
圖1,實驗結果:(左上,右上)未訓練果蠅對於兩種在某一空間的味道及顔色有相同的偏好。(左中)只有顔色進行訓練的果蠅,其將顔色及電極懲罰進行聯係的能力較差(右中)果蠅較能將氣味及懲罰作聯係,圖示為紅色代表的氣味拿來做懲罰訓練,果蠅在測試時較偏向走入含有紫色氣味的空間。(左下)搭配氣味及顔色作爲訓練,而在測試時即使只有顔色,果蠅能更好分辨哪一個顔色會造成懲罰。(右下)搭配氣味及顔色作爲訓練,測試時只有氣味,測試結果較只有氣味的訓練差。

圖2,實驗數據:(左邊)嗅覺測試。左,中,右分別爲未訓練,嗅覺訓練,嗅覺加視覺訓練。可以看到嗅覺加視覺訓練的分數較不好(數值約低越好)。(中間)視覺測試。左,中,右分別爲未訓練,視覺訓練,嗅覺加視覺訓練。最右邊的視覺加嗅覺訓練相對單純視覺訓練,分數較高。(右邊)嗅覺加視覺訓練的果蠅在測試階段比起未訓練果蠅,分數顯著比較高。



撰文:陳怡亨


原始論文:Thiagarajan, Devasena, et al. "Aversive Bimodal Associations Differently Impact Visual and Olfactory Memory Performance in Drosophila." Iscience 25.12 (2022): 105485.

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