線蟲如何學習？
有毛小孩的朋友，肯定認同建立毛小孩的規則的重要性。多數人通常與毛小孩有許多默契，諸如：敲碗代表吃飯，喝斥代表禁止等等。這些規則不只讓主人們方便控制局面，對毛小孩而言，確定的因果關係也能帶給牠們安全感，只是我們是否曾深想過，學習並記得兩個事件間的關聯性，到底是怎麼辦到的？這個問題的解答關鍵，在於理解神經系統的學習機制，然而脊椎動物太過複雜，為了確立機制，仍要回到較小型的神經系統─線蟲。
線蟲的行為表現，可分為蠕行與迴旋兩種，兩種動作的組合，即能產生趨向分子來源或趨離分子來源兩種結果。一種廣為使用的關聯性條件：饑餓，科學家讓線蟲待在沒有食物的稀食鹽水中10~15分鐘，再置於培養皿中進行觀察。當科學家滴入食鹽水後，發現相較於不進行關聯性刺激的線蟲，接受過關聯性刺激的線蟲，會產生趨離食鹽水滴落處的行為。結果顯示線蟲記得食鹽水與缺乏食物之間的關係，並且持續數十分鐘。
線蟲內感知食鹽水濃度變化的是一對神經細胞:ASEL、ASER，ASER對濃度下降有反應，ASEL則對濃度上升有反應。科學家發現，ASER在鹽類趨性學習行為(Salt chemotaxis learning)中，扮演重要的角色。相較於沒有受過關聯性刺激的線蟲，受過關聯性刺激的線蟲，其ASER會對食鹽濃度下降有較大的反應，而且ASER的突觸(Synapse)釋放傳導物質的量也會減少，進而降低對下游神經細胞的刺激強度。科學家再進一步確認下游神經細胞的反應，其中與產生迴旋動作的機率有關的神經細胞：AIB，有戲劇性的差異。追蹤結果顯示，在沒有關聯性刺激的情況下，當環境分子濃度下降(代表線蟲離開食鹽水滴落處)，ASER的活性上升，此時AIB的活性也會上升。在關聯性刺激的情況下，ASER的活性明顯增加許多，但是AIB的活性卻保持不變，甚至下降，這會導致線蟲迴旋的機率下降，進而不斷蠕行，趨離分子來源。
研究結果顯示，線蟲並不需要更複雜的激素系統，就能夠產生學習行為，並且只依賴單一神經細胞的反應，是個十分精巧且高效的機制。
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撰文者：蔡昇益
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原始論文：
et al “Neuronal plasticity regulated by the
insulin-like signaling pathway underlies salt chemotaxis learning in
Caenorhabditis elegans”
journal of Neurophysiology 2011 Vol. 106 no. 1, 301-308
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