A tengerinyúl és a csikóhal története: a tanulás útjai

2023. október 22. vasárnap

A tanulás mechanizmusának egyik első modell állata az Aplysia nevű házatlan tengeri csiga (magyarul tengeri nyúl) volt. Az Aplysia a testén kívül lebegteti igen érzékeny kopoltyúit és szívócsövét, melyekre nagyon kell vigyáznia. Ha megzavarják visszarántja ezeket testébe, hogy megvédje életfontosságú szerveit. 

Tengeri nyúl fényképeA kutatók észrevették, hogy ezt a reflexet bizonyos ingerekkel erősíteni vagy gyengíteni lehet, azaz az ösztönös visszahúzásválasz tanítható. De ez még nem egy társításos (asszociatív) tanulás, ahol az időbeli egybeesés alapján tanul az állat, hanem nem-társított tanulás, ahol csak meghatározott ingerek képesek módosítani a válasz erősségét. A gerinctelenekre jellemző, hogy idegrendszerük viszonylag kevés és genetikailag jól meghatározott helyzetű sejtből áll. A tengeri nyúlban is pontosan lehetett tudni melyek azok a sejtek, akik a reflexben és annak hangolásában (modulálásában) részt vesznek és milyen szinaptikus kapcsolatokat alkotnak. Eric Kandel és csoportja ezért rajtuk vizsgálta a tanulás szinaptikus mechanizmusát a 70es évek elején. Munkájáért 2000-ben Orvosi Nobel díjat kapott.

Jobboldalt a tenger nyúl anatómiája, baloldalt a kopoltyúvisszahúzó reflexben szerepet játszó idegsejthálózat rajza. A reflexet a motoros idegsejtre érkező piros gátló és fekete serkentő bemenetek erősségének változása modulálja.

6 mozgató idegsejt vesz részt a kopoltyú visszahúzásában. Ha az érintést érzékelő idegsejtet aktiválják akkor erős ingert ad szinapszisán keresztül a mozgató idegsejtre és az parancsot ad a kopoltyút visszahúzó izmoknak, hogy csomagolják össze a kopoltyút. Ha sok gyenge inger érkezik az érzéksejtre akkor az fokozatosan egyre kevesebb ingerületátvivő anyagot szabadít fel a mozgatósejtre és ennek válasza is csökken. Ennek a folyamatnak a molekuláris lépéseit is sikerült Kandel-éknak felderítenie.