Mensen en dieren interageren voortdurend met hun omgeving en stemmen hun gedrag en keuzes daarop af. Onze hersenen leggen continu verbanden tussen gebeurtenissen en prikkels rondom ons. Op die manier bepalen eerdere ervaringen mee hoe we later in een soortgelijke situatie reageren. Het is zeer moeilijk de verwerking van omgevingsprikkels in de hersenen te onderzoeken en te begrijpen, omdat onze hersenen uit miljarden zenuwcellen bestaan die via ontelbare verbindingen met elkaar communiceren.
Wetenschappers gebruiken de kleine rondworm Caenorhabditis elegans als modelorganisme voor hun onderzoek naar de genetische basis van gedrag. Deze worm heeft amper 302 zenuwcellen, maar de biochemische processen in dit ‘minibrein’ zijn verrassend gelijkend aan deze in onze eigen hersenen. Net zoals de mens is de worm genetisch voorgeprogrammeerd om bepaalde dingen te kunnen leren. De worm kan verschillende omgevingsprikkels associëren met, bijvoorbeeld, de beschikbaarheid van voedsel, en past zijn gedrag op basis van deze vroegere ervaringen aan.
Wetenschappers toonden aan dat specifieke hersenencellen met elkaar communiceren via een klein eiwit - een neuropeptide - om dit ‘associatief leergedrag’ te realiseren. Als dit neuropeptide of zijn receptor worden uitgeschakeld door middel van genetische technologie, konden de wormen veel minder goed leren. Ze slaagden erin om het leergedrag bij gemuteerde wormen ook weer te herstellen door het correcte gen in te brengen in de specifieke hersencellen. Het neuropeptide dat instaat voor de informatieverwerking in de hersenen van de worm, is familie van vasopressine en oxytocine, twee verwante neuropeptiden die ook bij de mens bekend staan om hun rol bij cognitieve processen.
Deze bevindingen doen vermoeden dat leermechanismen bij de mens evolutionair zeer oud zijn: minstens 700 miljoen jaar geleden waren die al goed ontwikkeld bij dieren. Zeker vanaf het moment dat dieren zich konden voortbewegen en dus keuzes moesten maken, kwam een ervaringsgebaseerd leergedrag hun goed van pas.
Publicatie:
Isabel Beets, et al.: Vasopressin/Oxytocin-Related Signaling Regulates Gustatory Associative Learning in C. elegans
Bron:
Katholieke Universiteit Leuven
