核心觀念
學習分為非連結學習(non-associative learning)和連結學習(associative learning),兩者學到的資訊若能轉換成記憶,都屬於非陳述性記憶(nondeclarative memory)中的程序性記憶(procedural memory),我們在記憶的章節會再詳細介紹。
一、非連結學習
隨著時間對單種刺激的行為改變,分為敏感化(sensitization)和習慣化(habituation),兩者的改變相反,且都因應刺激多寡,分別造成神經系統中短期和長期的變化。
2000年諾貝爾生理醫學獎頒給奧地利神經學家坎爾德(E. Kandel, 1929-),就是因為他在 1960-70 年代研究海兔(Aplysia californica),從中建立神經細胞中與學習記憶相關的分子機制。當海兔的水管(siphon)或套膜(mantle)受到刺激,為了避免潛在的傷害,牠的鰓與水管會產生縮回反射(withdrawal reflex),此實驗中以灑水在水管上作為中性的刺激。
(一)敏感化
當某種強或有害的刺激反覆發生,個體會變得敏感,產生較大的行為反應,且敏感化不限至針對原本的刺激,也就是其它可能無害或較弱的刺激也都會激起極大反應。
如果在灑水的同時,給予海兔的尾部一個有害的刺激如電擊,會刺激能分泌血清素的調控神經元,血清素能提高突觸前神經元內的cAMP濃度,活化蛋白質激酶A(PKA),幫助興奮性神經傳導物質麩胺酸鹽(glutamate)的分泌,因此加強感覺神經元和動作神經元間連結,此為短期敏感化;長期敏感化則是蛋白質激酶A移動至細胞核,影響基因表現,合成更多蛋白質,突觸前神經長出更多軸突,突觸後神經在接收其訊號後生長或重塑以產生新的連結點。
(二)習慣化
當某種刺激反覆發生,個體在多次接收訊息產生反應後發現,此刺激沒有危害性,就會減少甚至不對此刺激做出反應,習慣化往往對刺激有很高的專一性,對其它刺激的反應不會減弱。
多次在灑水後卻發現沒有危險,離子通到數量調降後,每個突觸前神經元的動作電位傳到末端時留入細胞的鈣離子變少,釋放到突觸的神經傳導物質跟著減少,興奮性突觸後電位(EPSPs)自然下降,此為短期習慣化;基因表現的改變,減少突觸連結的數量,則為長期習慣化。
二、連結學習
個體的行為因為在不同刺激間形成連結而改變,分為古典制約(classical conditioning)和操作制約(operant conditioning)。