Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoeveel genen zijn er nodig om te leren? Lessen van zeeslakken

De zeeslak, Aplysia californica, is onderzocht vanwege zijn eenvoudige zenuwstelsel en zijn leervermogen. Onderzoekers kunnen Aplysia trainen om een ​​milde elektrische schok te associëren met een aanraking van de sifon, waardoor het dier zijn kieuw terugtrekt als het wordt aangeraakt. Dit associatieve leren is een basisvorm van geheugen en vereist de activiteit van een specifieke groep neuronen in de hersenen van Aplysia, bekend als het sensorimotorische circuit.

Het sensomotorische circuit bestaat uit sensorische neuronen, interneuronen en motorneuronen. De sensorische neuronen ontvangen het signaal van de aanraking, en de interneuronen verwerken het signaal en geven het door aan de motorneuronen. De motorneuronen sturen vervolgens een signaal naar de kieuw, waardoor deze zich terugtrekt.

Om associatief leren te laten plaatsvinden, moet de activiteit van de sensorische neuronen worden gekoppeld aan de activiteit van de motorneuronen. Dit wordt bereikt door een proces dat langetermijnpotentiatie (LTP) wordt genoemd en dat de sterkte van de synapsen tussen de neuronen vergroot.

LTP is een complex proces waarbij een aantal genen betrokken zijn, die elk een specifieke rol spelen bij het reguleren van de expressie van LTP. Eén gen, CREB1, codeert bijvoorbeeld voor een transcriptiefactor die de expressie bevordert van genen die betrokken zijn bij LTP. Een ander gen, PKA, codeert voor een kinase die CREB1 activeert.

Dus het antwoord op de vraag "Hoeveel genen zijn er nodig om te leren?" is niet een enkel getal, maar eerder een complex netwerk van genen die samenwerken om het proces van associatief leren te reguleren.