Határok az idegtudományban

Döntési idegtudomány

Ez a cikk a kutatási téma része

Döntéshozás gerinctelenekben Az összes (13) cikk megtekintése

takarmányozási

  • Cikk letöltése
    • PDF letöltése
    • ReadCube
    • XML (NLM)
    • Kiegészítő
      Anyag
  • Exportálás
    • EndNote
    • Referencia menedzser
    • Egyszerű TEXT fájl
    • BibTex
OSZD MEG

Tekintse át a CIKKET

  • 1 Neurobiológiai Tanszék, Harvard Medical School, Boston, MA, USA
  • 2 Neurobiológiai szekció, Biológiai Tudományok Osztálya, Kaliforniai Egyetem, San Diego, La Jolla, Kalifornia, USA

Bevezetés

Az életben maradáshoz és a mindennapi élet táplálásához szükséges energia megszerzéséhez az állatoknak etetniük kell. Ez az univerzális hajtás ideális rendszerré teszi a táplálást az idegrendszeren belüli döntéshozatali folyamatok tanulmányozásához. A takarmányozás döntése olyan kulcsfontosságú döntési pontokat tartalmaz, mint például az élelmiszerforrás felkutatása, az etetés megkezdésének döntése, az etetés folytatása adott versengő külső ingerek mellett vagy sem, és mikor kell befejezni az etetést. Ebben az áttekintésben a viselkedési választást a döntéshozatal egyik formájának tekintjük. Általában a viselkedés megválasztása azt jelenti, hogy egy állatnak több ingere vagy viselkedési állapota van, amelyre reagálhat. Másodszor, és ami a legfontosabb, az állat csak az egyikre reagál (Sherrington, 1906; Kovac és Davis, 1977; Davis, 1979; Everett és mtsai, 1982; Misell és mtsai, 1998). A leírt kísérletek során a piócákat többféle ingerrel (például étel- és tapintási inger) vagy ugyanazzal az ingerrel mutatták be, miközben különböző viselkedési állapotokban (például telített vagy éhes) voltak. Ilyen esetekben a bekövetkező motoros mintát vagy annak hiányát a pióca viselkedési "választásaként" írjuk le. Az ehhez a választáshoz vezető idegsejt-mechanizmusokat „döntéshozatali folyamatként” fogják leírni.

A pióca idegrendszere ideális rendszer a döntéshozatal idegsejt szubsztrátjainak tanulmányozásához, különösen a tápláláshoz. Először is, a pióca idegrendszere viszonylag kicsi, és csak mintegy 400 egyedi neuron ismétlődik meg 21 szegmentális ganglionjában (Macagno, 1980). Másodszor, ezeknek az idegsejteknek a nagy része az előkészítéstől az előkészítésig azonosítható, ami sokkal egyszerűbbé teszi a döntéshozatalban betöltött szerepük tanulmányozását, mint az idegsejtek populációjából történő mintavétel. Harmadszor, már rengeteg ismeret áll rendelkezésre a piócák táplálkozási viselkedéséről és az idegrendszerükön belüli áramkörökről (Kristan et al., 2005). Negyedszer, sok piócafaj létezik, amelyek különböző táplálkozási stratégiákat fejlesztettek ki, ami ezt a rendszert vonzó modellvé teszi annak tanulmányozásához, hogyan alakulnak a viselkedést és a döntéshozatali folyamatokat irányító idegsejtek egy filogén kládon belül (Lent, 1973; Keyser és Lent, 1977; Baltzley és mtsai., 2010).

Ebben az áttekintésben főként az európai gyógyszeres piócára koncentrálunk, Hirudo verbana, alkalmanként összehasonlítva más piócafajokkal. Általánosságban, amikor a „piócára” hivatkozunk, akkor azt értjük H. verbana több száz piócafaj elnézését kérve. Először leírjuk az éhségérzetük mögött álló tényezőket és az érzékszervi jelzéseket, amelyek befolyásolják az etetés megkezdésének és befejezésének döntését. Ezután leírjuk a pióca idegrendszerén belüli bonyolultabb kölcsönhatásokat, amelyek megakadályozzák a versengő viselkedés kifejeződését az etetés során, és hogy az etetés hogyan befolyásolja a hosszú távú viselkedési választásukat. Ezután egy rövid megbeszéléssel zárjuk le az áramkör kialakításának előnyeit a piócában és azt, hogy mit tanított nekünk ez a kutatás a döntéshozatalról, mint általános jelenségről.

Neuronális mechanizmusok és döntés az etetés megkezdéséről és befejezéséről

A versengő magatartások rövid távú gátlása

A táplálkozásról szóló döntést általában nem kizárólag az étvágygerjesztő ingerekkel hozzák meg, hanem a versengő nem-étvágygerjesztő ingerek jelenlétében is. A szoptatós piócák esetében ez a döntés nagyon kiszámítható: amikor egy éhes sanguviv pióca észleli az élelemmel kapcsolatos kémiai jeleket, az etetés minden más viselkedésnél előnyt élvez (Gaudry et al., 2010). Ezek az állatok mindaddig figyelmen kívül hagyják a káros ingereket, amíg teljes ételt nem kapnak. A pióca tapintható ingerlése általában számos viselkedést eredményez (Kristan és mtsai., 1982), amelyek kizárják a vérétel elfogyasztását. Ezek a magatartások magukban foglalják a mozgásszervi viselkedést, úgymint az úszás és az ingerlés forrásától való kúszás, vagy rövidülés, ami a fej gyors kivonása. Közvetlenül az etetés előtt és alatt ezek a viselkedések erőteljesen gátoltak (Misell et al., 1998). Ezenkívül a nagyrészt boncolt állatok és a csökkentett készítmények robusztus táplálkozási magatartást mutatnak a műtét során rájuk rótt trauma ellenére (Lent és Dickinson, 1987; Wilson és mtsai, 1996; Wilson és Kleinhaus, 2000; Gaudry és Kristan, 2009). A piócák táplálkozás közben érzéketlenek az averzív kémiai ingerekre is. Míg egy nem táplálkozó pióca visszahúzódik és elhúzódik, ha denatoniumnak vagy kininnek van kitéve (Li et al., 2001), az etető pióca figyelmen kívül hagyja ezeket a vegyszereket, amikor a hátsó ajkán elhelyezkedő külső kemoreceptorok elé mutatják őket (Kornreich és Kleinhaus, 1999).

Kulcsszavak: viselkedésválasztás, döntéshozatal, elosztott, táplálás, pióca, moduláris, érzékszervi kapuzás, szerotonin

Idézet: Gaudry Q és Kristan WB Jr. (2012) Döntési pontok: a takarmányozási döntést befolyásoló tényezők a gyógyszeres piócában. Elülső. Neurosci. 6.: 101. doi: 10.3389/fnins.2012.00101

Beérkezett: 2012. február 01 .; Folyamatban lévő dokumentum közzététele: 2012. április 05 .;
Elfogadva: 2012. június 18 .; Online közzététel: 2012. július 06.

Björn Brembs, Freie Universität Berlin, Németország

Pavel M. Itskov, Champalimaud Alapítvány, Portugália
Romuald Nargeot, Bordeaux-i Egyetem, Franciaország