Πόσα γονίδια χρειάζονται για να μάθουν; Μαθήματα από θαλάσσιες γυμνοσάλιαγκες
Οι πρώτες μελέτες για την * aplysia * επικεντρώθηκαν σε ένα απλό πρότυπο συμπεριφοράς που ονομάζεται "Habitation", στην οποία το ζώο μαθαίνει να αγνοεί ένα επαναλαμβανόμενο ερέθισμα. Όταν ένα θαλάσσιο γυμνοσάλιαγκο αγγίζει το σιφόνι του (ένας μικρός ανασυρόμενος σωλήνας που χρησιμοποιείται για αναπνοή), συνήθως αποσύρει το βράχο του. Ωστόσο, εάν το ερέθισμα επαναληφθεί πολλές φορές, ο γυμνοσάλιαγας σταδιακά σταματά να ανταποκρίνεται. Αυτή η διαδικασία εξοικονόμησης μπορεί να αντιστραφεί παρουσιάζοντας ένα ισχυρότερο ερέθισμα, υποδεικνύοντας ότι η μνήμη της εξοικονόμησης δεν είναι μόνιμη.
Οι γενετικές μελέτες της συνήθειας στην * aplysia * εντόπισαν διάφορα γονίδια που είναι απαραίτητα για τη μάθηση και τη μνήμη. Ένα από τα βασικά γονίδια είναι * CREB-1 * (πρωτεΐνη δέσμευσης στοιχείου απόκρισης CAMP), η οποία κωδικοποιεί έναν παράγοντα μεταγραφής που ρυθμίζει την έκφραση άλλων γονιδίων. Το CREB-1 ενεργοποιείται από έναν καταρράκτη σηματοδότησης που ενεργοποιείται από τον νευροδιαβιβαστή σεροτονίνη, η οποία απελευθερώνεται όταν αγγίζει το Sea Slug. Η ενεργοποίηση του CREB-1 οδηγεί στην παραγωγή αρκετών πρωτεϊνών που απαιτούνται για τον σχηματισμό και την αποθήκευση της μνήμης.
Ένα άλλο σημαντικό γονίδιο που εμπλέκεται στη μάθηση και τη μνήμη στην * aplysia * είναι * Apl-1 * (Aplysia Learning Gene 1), το οποίο κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη που εντοπίζεται στις συνάψεις μεταξύ των νευρώνων. Το APL-1 πιστεύεται ότι παίζει ρόλο στην ενίσχυση των συναπτικών συνδέσεων κατά τη διάρκεια της μάθησης, μια διαδικασία γνωστή ως μακροπρόθεσμη δυναμική (LTP). Το LTP θεωρείται ένας κυτταρικός μηχανισμός για την αποθήκευση μνήμης.
Εκτός από αυτά τα δύο βασικά γονίδια, πολλά άλλα γονίδια έχουν εμπλακεί στη μάθηση και τη μνήμη στην *aplysia *, συμπεριλαμβανομένων των γονιδίων που εμπλέκονται στη μεταγωγή σήματος, τη μεταγραφή, τη μετάφραση και τη σύνθεση πρωτεϊνών. Ωστόσο, ο συνολικός αριθμός των γονιδίων που απαιτούνται για αυτές τις διεργασίες είναι σχετικά μικρός, υποδηλώνοντας ότι η μάθηση και η μνήμη μπορούν να επιτευχθούν με ένα περιορισμένο γενετικό ρεπερτόριο.
Τα ευρήματα από μελέτες σχετικά με την * aplysia * παρέχουν σημαντικές γνώσεις στη μοριακή βάση της μάθησης και της μνήμης. Ενώ το Sea Slug είναι ένας σχετικά απλός οργανισμός, οι μηχανισμοί μάθησης και μνήμης που έχουν ανακαλυφθεί στην * Aplysia * είναι πιθανό να διατηρηθούν σε όλα τα είδη, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Η κατανόηση της γενετικής και νευρικής βάσης της μάθησης και της μνήμης σε απλούς οργανισμούς όπως η * aplysia * μπορεί επομένως να συμβάλει στην ανάπτυξη θεραπειών για διαταραχές μνήμης και άλλες νευρολογικές καταστάσεις.
