学习是动物在环境因素作用下,对环境进行即时反馈的个体能力。作为动物的一种重要但又基本的能力,学习的作用有很多,学习是有机体和环境取得平衡的条件;学习可以影响个体成熟;学习能激发人脑智力的潜能,从而促进个体心理的发展。学习行为是一个随时间持续改变的过程,这个重要的认知变化过程被许多心理学家分为不同的阶段,其中研究学习的建立阶段也是我们认识学习行为的必要元素,然而与学习阶段相关的理论较少在行为实验中被数据证明。早年的桑代克、斯金纳等行为主义者在研究学习行为时,仅通过观察动物学习时潜伏期的陡降和随之趋于平稳较为简单地利用学习曲线刻画学习的建立过程,并没有利用数据量化研究学习建立过程,也没有对学习的建立阶段与建立后的阶段加以区分,而后的许多神经科学研究在涉及学习行为的相关问题上也并没有区分学习的各个阶段,通常是一概而论。所以,在本研究中我们首先定义了学习行为的建立阶段,称之为学习联结期(Connection Period,cp),它是动物从初次成功尝试到完全习得的转变过程。只有清楚定义了学习联结期以及联结期完成时刻后,才能科学、量化地利用数据统计和研究学习建立的过程以及区分学习的建立阶段与学会后自动加工的巩固阶段。同时,由于行为学的定势转移范式是多次学习任务的组合,其研究内容为个体在不同复杂学习任务中的转换能力,该范式定义个体完全习得新任务的指标通常是个体连续成功执行该任务6-10次。因此,利用定势转移范式中的学习完成指标,就可以量化地定义联结期完成时刻,从而准确研究学习建立的联结过程。所以,本研究旨在利用定势转移实验范式中对个体完全习得新任务的指标,运用负强化操作行为模式定义联结期完成时刻,准确地刻画联结学习过程。同时,已有研究表明,多巴胺通过其受体介导的直接、间接通路与学习行为密切相关,个体在强化学习过程中初次面对新异的没有预期的奖赏刺激时,多巴胺能神经元会产生簇状放电模式。然而该类研究通常利用正强化的强化学习模式进行研究,利用撤销厌恶刺激强化个体行为的负强化学习模式进行研究的较少。但是在没有预期的情况下撤销厌恶刺激与在正强化实验中增加奖赏刺激,对个体来说均为一种奖赏性事件,所以近几年也有研究者认为二者本质上相同。这两种强化模式导致的奖赏性刺激都与多巴胺能神经元的密切相关,同时强化学习建立的初期,也就是动物联结学习建立中不断偶然试误成功的过程正是一种无预期状态下的奖赏性事件。因此,多巴胺能神经元与联结期之间存在密切联系。所以本研究在定义联结期的同时,利用多巴胺受体基因敲除小鼠探究多巴胺与学习联结期的关系。而由于多巴胺在大量文献中被报道与抑郁样行为密切相关,所以本研究同时也观察了多巴胺受体基因敲除小鼠的抑郁样行为表现。本研究主要运用行为学和分子生物学的实验研究方法,通过斯金纳箱实验造模、旷场实验、糖水偏爱实验、穿梭箱实验、强迫游泳实验与PCR实验、原位杂交实验结合,共同对研究问题进行深入探究。同时结合文献研究法和对数据结果的统计学分析法,对所研究问题的相关文献进行仔细查阅总结以及对研究结果进行准确描述。研究得出结论如下:(1)在负强化学习模式中,正常小鼠都存在一个短暂、迅速的联结学习转变过程,只需要几个试次就可以完全习得任务。本研究定义这种动物从初次成功尝试到完全习得的转变过程为学习联结期。在本实验中,定义完全习得标准下的联结期完成时刻为小鼠可以连续成功完成6次任务中第1次任务结束时的时间点。在实验中我们发现,正常小鼠联结期建立平均时间为1000s,且正常小鼠可以在联结期完成时刻后保持在稳定的学习水平不再容易出错。(2)多巴胺D1R、D2R敲除动物与正常小鼠相比在学习联结期上存在显著差异,表现为建立时间长,联结期完成时刻滞后,其联结期建立时间普遍为2000s以上。同时敲除小鼠在联结期完成时刻后仍然容易出错。在相同学习任务中,正常小鼠在联结学习中的错误率平均为20%,而多巴胺D1R、D2R敲除小鼠错误率平均为45%。这都说明了多巴胺在学习联结过程中的重要作用,D1R、D2R在学习联结期这一重要认知过程中有关键作用。(3)多巴胺D1R、D2R敲除小鼠会产生明显的抑郁样行为,分别在糖水偏爱、穿梭箱、强迫游泳实验中与正常小鼠相比表现出舔糖水次数减少、逃避潜伏期时间长、放弃挣扎时间长。其中D2R敲除动物更明显。说明多巴胺与抑郁样行为紧密相关。本研究对学习的建立阶段进行了科学、量化的研究,定义这种动物从初次成功尝试到完全习得的转变过程为联结期。在本实验中,利用负强化学习模式规定联结期完成时刻指标为小鼠连续累计成功完成6次任务中第1次任务结束时的时间点。同时,本研究探索了多巴胺在联结期中的重要作用,并观察多巴胺受体敲除动物的抑郁样表现,证明了多巴胺能神经元密切参与学习的建立阶段。本研究有助于更好地理解学习行为发生的过程,为进一步研究学习联结期的神经机制奠定了基础,同时,也有助于更好地理解多巴胺在学习能力丧失中的作用。