内嗅皮层中的扇形细胞是联想记忆的关键。
交通法规的第一课就是要知道红灯停，绿灯行。这个红绿灯的联想记忆深入骨髓。假设你独自来到一个平行宇宙，这个宇宙使用另一套红绿灯系统，比如紫光停，蓝光走，或者橙光停，白光走？没有人告诉你这个规则，你只能通过试错来学习。有一天，你试着把地球上的红绿灯规则复制到紫蓝灯或者橙白灯系统，发现真的是这样！至此，新的联想记忆完成。
老鼠不是老司机。作为一个重度近视红绿色盲患者，他们学会这套“红绿灯系统”并不容易。最近，美国加州大学欧文分校的一群科学家通过气味奖励训练，终于教会了老鼠这套“交通规则”:他们规定，老鼠闻到气味A后舔吸管会得到糖水奖励，闻到气味B后舔吸管会得到滋补水惩罚，于是老鼠很快学会了气味和奖励的关系，掌握了“A味去”“B味止”的“地球规则”。然后把老鼠放在“平行宇宙”里。这时，新的气味C和D出现了，它开始学习新的规则(即“气味C去，气味D停”)。在这组实验之后，新的气味变成了E和F，G和H。每一组新的香味剂都有一条“线”和一个“停止点”，统称为香味剂1(线
哪些脑区和回路控制着这种联想记忆的形成和获取？先前的研究发现，内嗅皮层与联想记忆密切相关。那么，这项任务也可以追溯到内嗅皮层吗？为此，研究人员利用光遗传手段，在联想学习阶段分别抑制外侧内嗅皮层(LEC)的扇形细胞和内侧内嗅皮层(MEC)的锥体细胞。结果发现，抑制LEC扇形细胞会大大减少对新气味(气味1和2)的学习，但对现有的旧气味(气味A和B)没有影响。相比之下，MEC的锥形细胞似乎对这两种行为没有影响。本实验表明，外侧内嗅皮层的扇形细胞是控制气味奖赏学习的主要力量。
为了研究扇形细胞在学习过程中的活动，研究人员用“opt-tag”方法记录了213个LEC扇形细胞。他们发现，LEC扇形细胞在学习过程中非常活跃:随着学习的进展，这些细胞中的一些细胞会对气味A和气味1做出特异性反应，而另一些细胞会对气味B做出反应，这些反应也随着时间的推移而发生变化。主成分分析(PCA)用于研究扇形细胞随时间对不同气味的响应轨迹。可以看出，扇形细胞对气味A和气味B的反应在初始阶段没有太大的差异(高维空中反映的轨迹之间的距离很小)，但随着研究的深入，细胞对气味A和气味B的反应开始相互区分。有趣的是，如果我们观察气味A和气味1的细胞轨迹，可以看到它们在学习的后期越来越接近(甚至重叠)——似乎老鼠已经学会了用奖励把气味A和气味1归入同一组，坚决地把气味B和气味2区分清楚。
扇形细胞接受了什么指令来学习这个规则？任务中的气味奖励联系让人想起强大的多巴胺系统。研究人员发现，LEC由腹侧被盖区(VTA)和黑质致密部(SNc)的许多多巴胺能神经元投射。如果这些多巴胺能投射被光基因技术抑制，老鼠对新气味的联想学习能力可能会被破坏。如果多巴胺能神经元投射的轴突钙信号被光纤光度计捕获，研究人员发现，当小鼠只能闻到旧气味A和B时，它们无法检测到任何钙信号反应，但当小鼠接触新气味时，多巴胺能神经元的钙信号开始释放:这一阶段包含四种气味A、B、1和2，小鼠对气味A和1具有选择性钙信号活性。起初，虽然它也对气味2做出反应，但更进一步，在扇形细胞放电的高维轨迹图中，细胞对气味A和气味1的反应在高维空中的重叠度和相似度越高，小鼠的任务准确率越高；相反，气味A和气味B的间隔越小，老鼠的准确率越低。如果通过光基因技术抑制多巴胺投射，细胞对气味A和气味1的反应将不再在空上重叠，小鼠做任务的正确率也会相应降低。这些结果表明，LEC区的多巴胺信号控制着新联想学习的产生。
可见，外侧内嗅皮层的多巴胺是成为老司机必不可少的！
