Aplysia- Kiemen- und Siphon-Rückzugsreflex - Aplysia gill and siphon withdrawal reflex

Der Aplysia- Kiemen- und Siphon-Rückzugsreflex ( GSWR ) ist ein unwillkürlicher, defensiver Reflex des Seehasen Aplysia californica , einer großen schalenlosen Meeresschnecke oder Seeschnecke. Dieser Reflex bewirkt, dass der empfindliche Siphon und die Kieme des Seehasen zurückgezogen werden, wenn das Tier gestört wird. Aplysia californica wird in der neurowissenschaftlichen Forschung zur Untersuchung der zellulären Verhaltensgrundlagen verwendet, einschließlich: Gewöhnung , Dishabituation und Sensibilisierung aufgrund der Einfachheit und der relativ großen Größe der zugrunde liegenden neuronalen Schaltkreise .

Eric Kandel , der 2000 für seine Arbeit mit Aplysia californica den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin erhielt , war in den 1960er und 1970er Jahren an der bahnbrechenden Erforschung dieses Reflexes beteiligt.

Nichtassoziatives Lernen

Nichtassoziatives Lernen ist eine Änderung des Verhaltens eines Tieres aufgrund einer Erfahrung mit bestimmten Arten von Reizen. Im Gegensatz zum assoziativen Lernen wird die Verhaltensänderung nicht dadurch verursacht, dass die Tiere lernen, dass eine bestimmte zeitliche Assoziation zwischen den Reizen auftritt. In Aplysia werden drei verschiedene Formen des nichtassoziativen Lernens untersucht : Gewöhnung, Dishabituation und Sensibilisierung. Eric Kandel und Kollegen haben als erste gezeigt, dass Aplysia californica sowohl Gewöhnung als auch Dishabituation zeigen kann.

Gewöhnung in Aplysia californica tritt auf, wenn einem Tier wiederholt ein Reiz präsentiert wird und die Reaktion auf diesen bestimmten Reiz progressiv abnimmt.

Eine Dishabituation bei Aplysia californica tritt auf, wenn dem Tier ein weiterer neuartiger Reiz präsentiert wird und eine teilweise oder vollständige Wiederherstellung einer gewohnten Reaktion erfolgt.

Die Sensibilisierung in Aplysia californica ist die Zunahme einer Reaktion aufgrund der Präsentation eines neuartigen, oft schädlichen Stimulus.

Gill- und Siphon-Entzugsreflex (GSWR)

Ein Zweikomponentenreflex wird ausgelöst, wenn ein schwacher oder mäßiger Reiz auf den Siphon oder das Mantelregal ausgeübt wird. Diese beiden Komponenten bestehen aus zwei Reflexaktionen, dem Siphon-Rückzugsreflex und dem Kiemen-Rückzugsreflex. Zusammen bilden sie ein Reflexmuster mit kurzer Latenz, das die Kieme und den Siphon des Tieres vor potenziell bedrohlichen Reizen schützt.

Sowohl zentrale Ganglien als auch periphere Neuronen sind häufig an der neuronalen Verhaltenskontrolle bei Weichtieren beteiligt. Bei Weichtieren wie Aplysia californica sind die peripheren Motoneuronen im Gegensatz zu Wirbeltieren ausgedehnter und innervieren somatische (lokomotorische und appendageale) Muskeln. Zentrale Pfade werden durch schwache Stimuli aktiviert, die in einiger Entfernung von der Zieleffektorstruktur angelegt werden, und periphere Pfade werden aktiviert, wenn die Stimuli in einiger Entfernung oder direkt auf die Zieleffektorstruktur angewendet werden.

Ein Reiz für den Siphon (schwach oder mäßig) wird durch das abdominale Ganglion (55%) und durch periphere Motoneuronen (45%) vermittelt und gleichzeitig aktiviert.

Unter Verwendung von Präparaten von Aplysia californica wurden sechs zentrale Motoneuronen im Abdominalganglion gefunden, die Bewegungen der Kieme erzeugen. Die Stimulation der mit L7, LD G1 , LD G2 und RD G bezeichneten Zellen führt zu großen Kiemenkontraktionen, und die Stimulation von L9 G1 und L9 G2 führt zu kleineren Kontraktionen.

Im Ganglion abdominalis wurden sieben zentrale Motoneuronen gefunden, die ebenfalls Bewegungen des Siphons hervorrufen. LD S1 , LD S2 , LD S3 , RD S , LB S1 , LB S2 und LB S3 steuern die Kontraktion und Verengung des Siphons. Der Siphon wird zusätzlich von etwa 30 peripheren Motoneuronen innerviert.

Kandel und Kollegen verwendeten Präparate von Aplysia californica, bei denen Individuen in kleinen Aquarien so festgehalten wurden, dass die Kieme freigelegt wurde. Ein taktiler Reiz wurde dem Siphon verabreicht und löste den Kiemen- und Siphonentzugsreflex aus. Eine Fotozelle wurde unter die Kieme gelegt, um die Amplitude und Dauer der durch den Reiz ausgelösten Reaktion aufzuzeichnen.

Gewöhnung wurde beobachtet, wenn der Reiz wiederholt an den Siphon abgegeben wurde. Der Reiz alle 90 Sekunden führte zu einer schnell abnehmenden Reaktion. Durch Abgabe eines elektrischen Schlags an den Schwanz wurde die Reaktion schnell wiederhergestellt, und es trat eine Dishabituation auf. Eine Sensibilisierung wurde beobachtet, wenn dem Schwanz ein starker Reiz verabreicht wurde, wodurch ein vollständig ruhender Reflex in Aplysia californica verstärkt wurde .

Verweise

  1. ^ a b c d e f g h Carew, TJ (2000). Verhaltensneurobiologie: Die zelluläre Organisation des natürlichen Verhaltens. Sinauer Associates, Inc.
  2. ^ a b c d e f g Kandel, ER (1976). Cellular Basis of Behavior, eine Einführung in die Verhaltensneurobiologie. WH Freeman und Company.

Weiterführende Literatur