Решение Невронаука

Тази статия е част от изследователската тема

Вземане на решения при безгръбначни Вижте всички 13 статии

граници

  • Изтеглете статия
    • Изтеглете PDF
    • ReadCube
    • XML (NLM)
    • Допълнителни
      Материал
  • Цитат за износ
    • EndNote
    • Референтен мениджър
    • Прост ТЕКСТ файл
    • BibTex
СПОДЕЛИ НА

Преглед на СТАТИЯ

  • 1 Катедра по невробиология, Харвардско медицинско училище, Бостън, Масачузетс, САЩ
  • 2 Секция по невробиология, Отдел за биологични науки, Калифорнийски университет, Сан Диего, Ла Хола, Калифорния, САЩ

Въведение

За да оцелеят и да получат необходимата енергия за подхранване на ежедневието, животните трябва да се хранят. Това универсално задвижване прави храненето идеална система за изучаване на процесите на вземане на решения в нервната система. Решението за хранене включва ключови точки за вземане на решение, като например как да се намери източник на храна, решението да се започне захранване, дали да се продължи храненето с дадени конкурентни външни стимули и кога да се прекрати храненето. В този преглед ще разгледаме поведенческия избор като форма за вземане на решения. По принцип изборът на поведение означава, че животното има повече от един стимул или поведенческо състояние, на което може да реагира. Второ и най-важното е, че животното реагира само на един от тях (Sherrington, 1906; Kovac and Davis, 1977; Davis, 1979; Everett et al., 1982; Misell et al., 1998). В експериментите, описани вътре, пиявиците са били представени или с множество стимули (като храна и тактилна стимулация), или със същия стимул, докато са в различни поведенчески състояния (като сити или гладни). В такива случаи ще опишем последващия двигателен модел или липсата му като поведението на „пиявицата“. Невроналните механизми, водещи до този избор, ще бъдат описани като „процес на вземане на решение“.

Нервната система на пиявицата е идеална система за изучаване на невроналните субстрати на вземане на решения, особено за хранене. Първо, нервната система на пиявиците е сравнително малка и има само около 400 уникални неврона, повторени в нейните 21 сегментни ганглия (Macagno, 1980). Второ, повечето от тези неврони могат да бъдат идентифицирани от подготовка до подготовка, което прави изучаването на тяхната роля при вземането на решения далеч по-просто от вземането на проби от популации от неврони. Трето, вече има богатство от знания за поведението на пиявиците и схемите в тяхната нервна система (Kristan et al., 2005). Четвърто, има много видове пиявици, които са разработили различни стратегии за хранене, което прави тази система привлекателен модел за изучаване на това как невроналните вериги, управляващи поведението и процесите на вземане на решения, се развиват в рамките на филогенен клад (Lent, 1973; Keyser и Lent, 1977; Baltzley et al., 2010).

В този преглед ще се съсредоточим главно върху европейската лекарствена пиявица, Hirudo verbana, с случайни сравнения с други видове пиявици. Като цяло, когато говорим за „пиявицата“, имаме предвид H. verbana с нашите извинения на стотиците други видове пиявици. Първо ще опишем някои от факторите, лежащи в основата на тяхното усещане за глад и сензорните сигнали, които влияят върху решението за започване и прекратяване на захранващ пристъп. След това ще опишем по-сложните взаимодействия в нервната система на пиявиците, които предотвратяват изразяването на конкурентно поведение по време на захранващ пристъп и как храненето влияе върху техния дългосрочен поведенчески избор. След това ще завършим с кратка дискусия за предимствата на дизайна на тази схема в пиявицата и на това, което ни научи това изследване относно вземането на решения като общо явление.

Невронални механизми и решение за започване и прекратяване на храненето

Краткосрочно инхибиране на конкурентното поведение

Решението за хранене обикновено не се взема само в контекста на апетитни стимули, но и в присъствието на конкуриращи се неапетитни стимули. За пиявиците с пиявици това решение е силно предвидимо: когато гладна пиявица с пиявици открие свързани с храната сигнали, храненето има предимство пред всички други поведения (Gaudry et al., 2010). Тези животни дори ще игнорират вредните стимули, докато получат пълноценно хранене. Тактилното стимулиране на пиявицата обикновено води до редица поведения (Kristan et al., 1982), които се изключват взаимно с поглъщането на кръвно брашно. Тези поведения включват двигателното поведение, като плуване и пълзене от източника на стимулация или скъсяване, което е бързо отдръпване на главата. Точно преди и по време на хранене, това поведение е силно инхибирано (Misell et al., 1998). Освен това, до голяма степен дисектираните животни и редуцираните препарати ще показват стабилно поведение при хранене, въпреки травмата, наложена им по време на операцията (Lent and Dickinson, 1987; Wilson et al., 1996; Wilson and Kleinhaus, 2000; Gaudry and Kristan, 2009). По време на хранене пиявиците също изглеждат нечувствителни към отвратителни химически стимули. Докато нехраняващата пиявица ще се прибира и отдръпва, когато е изложена на денатоний или хинин (Li et al., 2001), захранващата пиявица ще игнорира тези химикали, когато те бъдат представени на външните си хеморецептори, разположени на гръбната устна (Kornreich и Kleinhaus, 1999).

Ключови думи: поведенчески избор, вземане на решения, разпределение, хранене, пиявици, модулни, сензорни врати, серотонин

Цитиране: Gaudry Q и Kristan WB Jr. (2012) Точки за решение: факторите, влияещи върху решението за хранене с лекарствената пиявица. Отпред. Невроски. 6: 101. doi: 10.3389/fnins.2012.00101

Получено: 01 февруари 2012 г .; Предстои публикуване на хартия: 05 април 2012 г .;
Приет: 18 юни 2012 г .; Публикувано онлайн: 06 юли 2012 г.

Бьорн Брембс, Freie Universität Берлин, Германия

Павел М. Ицков, Фондация Шампалимо, Португалия
Ромуалд Нарже, Университет Бордо, Франция