Hvor mange gener skal der til for at lære? Lektioner fra søsnegle

Søsneglen, Aplysia californica, er blevet undersøgt for sit enkle nervesystem og dets evne til at lære. Forskere kan træne Aplysia til at forbinde et mildt elektrisk stød med en berøring af dens sifon, hvilket får dyret til at trække sin gælle tilbage, når det røres. Denne associative læring er en grundlæggende form for hukommelse og kræver aktivitet af en bestemt gruppe neuroner i Aplysias hjerne, kendt som det sansemotoriske kredsløb.

Det sansemotoriske kredsløb består af sensoriske neuroner, interneuroner og motoriske neuroner. De sensoriske neuroner modtager signalet fra berøringen, og interneuronerne behandler signalet og videresender det til motorneuronerne. Motorneuronerne sender derefter et signal til gællen, hvilket får den til at trække sig tilbage.

For at associativ læring kan opstå, skal de sensoriske neuroners aktivitet være forbundet med aktiviteten af ​​motorneuronerne. Dette opnås ved en proces kaldet langtidsforstærkning (LTP), som øger styrken af ​​synapserne mellem neuronerne.

LTP er en kompleks proces, der involverer en række gener, som hver spiller en specifik rolle i reguleringen af ​​ekspressionen af ​​LTP. For eksempel koder ét gen, CREB1, for en transkriptionsfaktor, der fremmer ekspressionen af ​​gener, der er involveret i LTP. Et andet gen, PKA, koder for en kinase, der aktiverer CREB1.

Således svaret på spørgsmålet "Hvor mange gener skal der til for at lære?" er ikke et enkelt tal, men snarere et komplekst netværk af gener, der interagerer for at regulere processen med associativ læring.