(13/06/2024) עלו היום לאתר 9 סמינריונים 2 תזות 2 מאמרים

לרכישה גלול למטה לסוף הדוגמית

The Feeding Network of Aplysia Features That Are Distinctive and Shared With Other Mollusks

רשת ההזנה של האפליזיה: תכונות ייחודיות ותכונות המשותפות לרכיכות אחרות

תקציר

סקירה זו מתמקדת בשליטה העצבית של ההזנה אצל האפליזיה (ארנבת הים). מטרת המאמר היא הדגשת תכונות ייחודיות של ההתנהגות ותיאור הבסיס העצבי שלהן. אצל מספר רכיכות, המזון נתפס על ידי רדולה המסוגלת לבצע פרוטרקציה (התארכות), רטרקציה (נסיגה), והיפר-רטרקציה. אצל האפליזיה, לעומת זאת, ההיפר-רטרקציה עשויה לדרוש אקטיבציה אפרנטית. רגולציה תלוית-שלב של העברה סנסורי-מוטורית מתרחשת בהקשר זה. בנוסף, האפליזיה פותחת וסוגרת את הרדולה, פעולה הגורמת לתגובות של פליטת מזון (egestion) ושל קליטת מזון (ingestion). לפיכך, רשת ההזנה נוקטת בריבוי-משימות. רשת זו כוללת ארגון מודולארי, וההתנהגויות נבנות על ידי שילובים של עצבים ספציפיים-להתנהגות ובלתי-תלויים בהתנהגות. כאשר ההזנה מאותחלת אצל ארנבת הים, התגובות אינן מוגדרות היטב. הפעילות המוטורית אינה עוברת קונפיגורציה כהלכה, אלא אם כן התגובות מתעוררות באופן חוזר ונשנה ונוירוטרנסמיטורים מאפננים משוחררים מהקלטים אל מחולל התבנית המרכזי (CPG). ההשפעות המתמידות של האפנון נושאות השלכות מעניינות בנוגע להחלפת משימות.

הזנה היא התנהגות מונעת החיונית להישרדות ולשלמות של בעלי חיים חסרי חוליות ובעלי חוליות. סקירה זו מתמקדת בעיקר בשליטה העצבית של ההזנה אצל הרכיכה הגסטרופודית אפליזיה קליפורניקה (ארנבת הים) (איור 1). מבחינה מסוימת, ההזנה אצל ארנבת הים הינה דומה להזנה אצל רכיכות אחרות. המטרה של סקירה זו, עם זאת, הינה לתאר את הבסיס העצבי של התכונות הייחודיות של ההתנהגות, תוך התמקדות במספר צורות מעניינות של פלסטיות. סקירה זו אינה עוסקת בהתניה אופרנטית או קלאסית של תגובות הזנה, המהוות נושאי מחקר חשובים. נושאים אלו מפורטים בפרק אחר של כרך זה.

ארנבת הים כמערכת מודל

רכיכות גסטרופודיות (כולל האפליזיה) מאופיינות בשילוב של תכונות מועילות מחקרית שאינן נמצאות, באופן כולל, אצל אורגניזמים אחרים. לדוגמא, קל יחסית לגדל אותן, והן מציגות מספר צורות של פלסטיות התנהגותית. חשוב מכך, האפליזיה הבוגרת היא גדולה, וכך גם העצבים שלה, היכולים להגיע לגודל של מילימטר. כתוצאה מכך, ניתן לאפיין ביו-כימית עצבים אינדיבידואלים ולערוך בהם מניפולציות באמצעות זרם תוך-תאי ו- voltage clamp.

מספר התנהגויות של רכיכות נחקרות בימים אלו, כולל הזנה, הנושא של סקירה זו. ההזנה אינה עונתית, וקל לעורר אותה במעבדה. היא מתווכת על ידי רשת עצבית פשוטה למדי אותה ניתן ללמוד באופן מבודד, ובפרפרציות שבהן השוליים נשארים מחוברים (לדוגמא, בפרפרציות הזנות ראש שלמות, או פרפרציות חצי-שלמות). כתוצאה מכך, התהליכים התאיים יכולים להיות קשורים ישירות להתנהגות.

התנהגות הזנה

ההזנה נחקרה אצל מספר רכיכות, בעיקר אצל האפליזיה וחלזונות מסוג navanax, Pleurobranchaea, Helisoma, Planorbarius, Helix (חילזון הגינה), Planorbis (חילזון קרני אייל), Limax (חשופית), Lymnaea ו- Clione. אצל האפליזיה, ההזנה נחקרה במספר מינים, כמו לדוגמא kurodai, fasciata, oculifera, depilans ו- californica. סקירה זו מתמקדת באפליזיה קליפורניקה (איור 1). בנג’מין ומרפי ערכו סקירות לגבי השליטה העצבית בהזנה אצל Lymnaea ו- Helisoma ו- וו. ג’. דייוויס, היריאמה ועמיתיהם ערכו סקירות לגבי Pleurobranchaea.

ההזנה של האפליזיה מתחלקת לשלב אפטטיבי ושלב קונסומטורי. התנהגויות אפטטיביות כוללות ניעה ותנועות ראש (לדוגמא, סיבוב והרמה). במהלך ההתנהגויות הקונסומטוריות מתקיימים ניסיונות מוצלחים וכושלים להכניס או להוציא מזון מהחלל הבוקאלי. מחקרים רבים כיום מתמקדים בהתנהגויות מהסוג השני, ובהם נעסוק בסקירה זו.

האפליזיה, בדומה לרכיכות רבות אחרות כמו Lymnaea ו- Helisoma, היא הרביבורית. תנועות ההזנה שנחקרו, עם זאת, שונות זו מזו. ב- Lymnaea וב- Helisoma המזון מגורד מסובסטרט, בעוד שההתנהגות שנחקרה באופן הנרחב ביותר אצל האפליזיה כוללת קליטה של רצועות או פיסות של אצות. התנהגויות ספציפיות שנחקרו אצל האפליזיה כוללות נגיסה, נגיסה-בליעה, ובליעה (איור 2A).

כאשר בעלי חיים נוגסים, המזון אינו נקלט. לפיכך, הנגיסות הן אקספלורטוריות או שהן נגיסות-בליעה “כושלות”. נגיסה-בליעה מובילה לקליטה של פיסת מזון אחת, קטנה למדי. כאשר בעלי חיים קולטים רצועות ארוכות (או פיסות) של אצות, התנועה הראשונית הגדולה (נגיסה-בליעה) מלווה בסדרה של תנועות קטנות יותר המושכות את האצה לתוך החלל הבוקאלי (בליעה). בסביבתן הטבעית, נראה כי האפליזיה אינה ניזונה באופן רצוף. במקום זאת, תקופות של אכילה מופסקות על ידי תקופות מנוחה או התנהגויות אחרות.

ניתן לסווג את התנהגויות ההזנה בתור קליטת מזון (ingestion) או פליטת מזון (egestion) (איורים 2A, 2B). מחקרי רכיכות רבים התמקדו בבסיס העצבי של התנהגות קליטת המזון. הזנת קליטה מתחילה כאשר המזון בא במגע עם מבנים חיצוניים כגון שפתיים, רינופורות ומשושים. באופן כללי, העצבים החושיים המופעלים הם או כימו-סנסיטיביים או מכאנו-סנסיטיביים, והנתונים מראים כי אינטגרציה קרוס-מודאלית הינה חיונית עבור אינדוקציה של התנהגות נורמאלית. חלק מעצבי החישה המפעילים את ההתנהגות כוללים סומאטה בתוך מערכת העצבים המרכזית (לדוגמא, הגנגליון). לאפרנטים אחרים יש גוף תאים הממוקם “היקפית”.

רכיכות המציגות התנהגות של פליטת מזון כוללות את האפליזיה, Helisoma ו- Pleurobranchaea. אצל האפליזיה, תגובות דחייה מופעלות כאשר נקלט אובייקט לא רצוי שלא ניתן לבלוע אותו. בנוסף, האפליזיה מסוגלת להחליף באופן דינאמי בין תנועות קליטה ופליטה כאשר הדבר דרוש, כמו לדוגמא כאשר הקליטה אינה אפשרית. אחת התכונות הבולטות של ההזנה אצל האפליזיה הינה ההשתנות הרבה.

תנועות הרדולה

רכיכות רבות (כולל אפליזיה) מיישמות מבנה כיטיני משונן הנקרא רדולה (משננת) בכדי לקלוט מזון (איור 2A). מבנה זה מסוגל לזוז קדימה ואחורה בתוך החלל הבוקאלי; כלומר, הוא מסוגל לבצע פרוטרקציה או רטרקציה (איור 2B). רטרקציה כוללת תנועה לאחור, המחזירה את הרדולה לפוזיציה ניטראלית. בנוסף, הרדולה מסוגלת לבצע היפר-רטרקציה, המושכת את המזון עמוק יותר לתוך החלל הבוקאלי (כלומר, לתוך הוושט). תנועות אלו דומות לאלו שתוארו אצל רכיכות אחרות במחקרים קודמים.

בנוסף, אצל האפליזיה (ורכיכות מסוימות אחרות) קיים קפל אורכי במרכז הרדולה המשמש כציר, המאפשר לשני חצאי הרדולה להיפתח ולהיסגר. תזמון תנועות הפתיחה והסגירה, בהשוואה לפרוטקציה ולרטרקציה, קובע האם ההתנהגויות כרוכות בקליטת מזון או בפליטתו (איורים 2A, 2B). בפרט, במהלך התנהגויות קליטה, הרדולה עוברת פרוטרקציה בפתיחה ורטרקציה בסגירה, התנהגויות המושכות מזון פנימה. באופן נגדי, במהלך התנהגויות פליטה, הרדולה עוברת פרוטרקציה בסגירה ורטרקציה בפתיחה, פעולות הדוחפות מזון החוצה.

תנועות הרדולה נגרמות בעיקר מהתכווצויות של השרירים הפנימיים של המאסה הבוקאלית. באופן חלקי, תנועות הרדולה נגרמות על ידי שרירים המחוברים אליה באופן ישיר, ועל ידי האודונטופור מתחתיה. בנוסף, הפוזיציה של הרדולה משתנה על ידי התכווצויות של שרירים אחרים (לדוגמא, שרירי I2, I1/I3).

מחולל התבנית המרכזי בהקשר של הזנת האפליזיה

ההזנה אצל האפליזיה (ובמספר רכיכות אחרות) מתווכת בעיקר על ידי עצבים הנמצאים בגנגליון הצרברלי המאוחד ובשתי ההמיגנגליה הבוקאליות (איור 3A). עצבים אלו שולטים בתנועות הרדולה (ומבנים אחרים) המשמשות לקליטת מזון. התנהגות אוסילטורית מאורגנת עשויה להיות מופעלת ברבים מעצבים אלו, בהיעדר השוליים המעידים על מעורבות של מחולל תבנית מרכזי (CPG).

נטען בתחילה כי קיימים שני CPGs הקשורים בהזנה, הפועלים באופן אוסילטורי עצמאי אצל האפליזיה – מחולל אחד הנמצא בגנגליון הצרברלי, השולט בתנועות השפתיים, ומחולל אחד הנמצא בגנגליון הבוקאלי, השולט בתנועות המאסה הבוקאלית. רעיון זה היה אטרקטיבי מכיוון שהעצבים המוטוריים המעצבבים את השפתיים נמצאים בגנגליון הצרברלי, בעוד שהעצבים המוטוריים המעצבבים את המאסה הבוקאלית נמצאים בגנגליון הבוקאלי (טבלה 1). מחקרים מאוחרים יותר, לעומת זאת, אתגרו רעיון זה, והציעו כי קיים רק CPG “מופרע” אחד. באופן נגדי, קיימות ראיות לקיומם של שני אוסילטורים עצמאיים בגנגליון הצרברלי ובגנגליון הבוקאלי אצל ה- Pleurobranchaea. עם זאת, ראיות אלו אינן חד-משמעיות, מכיוון שהאוסילטור הצרברלי של ה- Pleurobranchaea טרם אופיין.

העצבים המוטוריים הבוקאליים ומחולל התבנית המרכזי בהזנה

בדומה לרכיכות אחרות שנחקרו, מחולל התבנית המרכזי הבוקאלי מורכב בעיקר, אך לא רק, מעצבים מקשרים (אינטר-נוירונים) (איור 3B). עצבים מקשרים אלו מניעים את העצבים המוטוריים המעצבבים מבנים במאסה הבוקאלית ובמבנים קשורים אחרים (לדוגמא, הוושט ובלוטות הרוק) (איור 3B). חלק מעצבים מוטוריים אלו זוהו אצל האפליזיה קליפורניקה ומפורטים בטבלה 1.

המבנה של CPG ההזנה אצל האפליזיה הינו מודולארי. לדוגמא, סט אחד של עצבים שולט בתנועות הפרוטקציה/רטרקציה של הרדולה, וסט שני שולט בתנועות הפתיחה/סגירה. תחילה נתאר את מחזור הפרוטקציה/רטרקציה.

מחזור הפרוטקציה/רטרקציה

ברכיכות מסוימות (לדוגמא Lymnaea, Helisoma, Planorbis ו- Tritonia) הדפוסים המוטוריים הבוקאליים כוללים 3 שלבים אקטיביים המתווכים את הפרטורקציה, הרטרקציה וההיפר-רטרקציה. שלבים אלו כונו N1, N2 ו- N3, או S1, S2 ו- S3. האפליזיה הינה שונה בכך שהאינדוקציה של השלב השלישי (היפר-רטרקציה) נצפית גם in vivo וגם in vitro, אך אינה נוכחת תמיד (כפי שיפורט בהמשך).

אצל האפליזיה (וברכיכות אחרות) קיימת אינהיביציה הדדית בין העצבים המקשרים של הפרוטקציה והרטרקציה (איור 3B). בנוסף, העצבים המקשרים של הפרוטרקציה מספקים קלט עירור חלש לעצבים המקשרים של הרטרקציה, המקדמים שינוי שלב. כתוצאה מכך, הפרוטרקציה באופן כללי מלווה ברטרקציה; כלומר, לאחר אתחול הפרוטרקציה, יהיה קשה להפסיק את רצף הפרוטרקציה-רטרקציה. ה”החלטה” ליזום תגובה, לפיכך, נעשית כאשר בעל החיים “מחליט” לבצע פרוטרקציה.

פרוטרקציה של הרדולה וקבלת החלטות

המנגנונים התורמים לקבלת החלטות במחזור הפרוטרקציה אופיינו במידה נרחבת. הפרוטרקציה מושגת כאשר מתחוללת דה-פולריזציה דמוית-מישור בעצבים B31/B32. התחוללות מישור זה הינה אירוע all-or-none (הכול או כלום). העצבים B31/B32 כוללים פונקציה כפולה, ושניהם מהווים עצבים מקשרים ועצבים מוטוריים. הם מעצבבים את שריר I2, הגורם לפרוטרקציה של הרדולה.

במידה חלקית, B31 ו- B32 עוברים דה-פולריזציה על ידי קלט המגיע מעצבים מקשרים אחרים המעורבים בפרוטרקציה, בעיקר מהעצב המקשר הצרברלי-בוקאלי (BCI), B63. בחלקו, קלט זה הוא חשמלי; כלומר, B63 ו- B31/B32 עוברים צימוד חשמלי, ויוצרים לולאת פידבק חיובית. בנוסף, מתקיימת העברה כימית בין B63 לבין B31/32. ה- B63 הינו עצב מקשר כולינרגי הגורם לאינדוקציה של פוטנציאלים פוסט-סינפטיים אקסיטטוריים (EPSPs) איטיים ומהירים ב- B31/32. הקלט האיטי (מוסקריני) מעורר זרמים פנימיים ב- B31/B32 והוא חיוני לאינדוקציה המישורית. לפיכך, התחוללות המישור ב- B31/B32 הינה מותנית, ודורשת קלט “מאפנן” (מוסקריני).

ה- B31/B32 הם בנוסף כולינרגיים, ומספקים פידבק חיובי לעצמם דרך autapse. פידבק חיובי זה כולל, לפחות חלקית, עירור-עצמי מוסקריני. לפיכך, נראה כי קיים מנגנון עצבי מעניין (פוטנציאל מישור מונע-autapse) הממלא תפקיד חשוב ב”קבלת ההחלטות” של הפרוטרקציה.

רטרקציה של הרדולה ושינויי שלב תלויי-התנהגות

הפרוטרקציה מופסקת כאשר העצבים המקשרים של שלב הרטרקציה מתחילים לירות ומעכבים את העצבים המקשרים של הפרוטרקציה (איור 3B). באופן מעניין, המנגנון המשמש לשינויי שלב תלוי בטיב התוכנית המוטורית שהתחוללה. ספציפית, העצב הבוקאלי B64 פועל כמפסיק הפרוטרקציה במהלך פעילות של קליטת מזון. במהלך פעילות של פליטת מזון, לעומת זאת, הפרוטרקציה מווסתת על ידי זוג עצבים מקשרים צרברליים-בוקאליים (CBIs), CBI-5 ו- CBI-6, המסוגלים לגרום להפסקה של פרוטרקציה מתקדמת. תאי CBI-5/6 הם מעניינים בכך שהם ממודרים פונקציונאלית. מדור אחד כולל את הסומה ונמצא בגנגליון הצרברלי. המדור השני כולל חלק מהאקסון ונמצא בגנגליון הבוקאלי. מדור זה יוצר אינטראקציה עם ה- CPG הבוקאלי.

היפר-רטרקציה באינדוקציה אפרנטית

אצל האפליזיה, תוכניות מוטוריות יכולות לעבור אינדוקציה ללא שלב של היפר-רטרקציה. קרוב לוודאי כי תוכניות אלו מתווכות התנהגויות נגיסה; כלומר, הרדולה עוברת רטרקציה לפוזיציה ניטראלית אך אינה נעה עמוק לתוך החלל הבוקאלי. תוכניות מוטוריות דמויות-נגיסה יכולות, עם זאת, לעבור מודיפיקציה כך שההיפר-רטרקציה “מתווספת”. מצב זה מושג בחלקו על ידי אקטיבציה של עצבי חישה, כמו לדוגמא עצב החישה הבוקאלי B21. ה- B21 הינו העצב הגדול ביותר באשכול של מכאנו-אפרנטים ברדולה (RMs). המכאנו-אפרנטים ברדולה עוברים אקטיבציה היקפית כאשר אובייקט כלשהו (כולל מזון) נוגע בחלק לפיתת-המזון של הרדולה. הוצע בעבר כי ה- RMs ממלאים תפקיד חשוב בהפעלת ההמרה מנגיסה לנגיסה-בליעה, כלומר, תנועות הרדולה המוגברות הדרושות לקליטת מזון לתוך הוושט.

הנתונים מלמדים באופן נחרץ כי ה- RMs של האפליזיה הינם הומולוגיים לאשכול של עצבי חישה אצל ה- Helisoma (כלומר, עצבים B101-B104). בפרט, העצבים באשכול B101 הם גם RMs. ה- RMs אצל האפליזיה מכילים את הפפטידים הקרדיו-אקטיביים הקטנים (SCPs), בדומה לעצבים באשכול B101 אצל ה- Helisoma. העצב B21 של האפליזיה הינו גלוטמטרגי, בדומה לאחד העצבים הגדולים ביותר באשכול B101 אצל ה- Helisoma (B102). לבסוף, העצבים באשכול B101 ממלאים תפקיד חשוב בהפעלת ההיפר-רטרקציה.

ההעברה האפרנטית בעצב B21 של האפליזיה מווסתת כך שהיא מתרחשת באופן תלוי-שלב. לפיכך, המרת הנגיסה-בליעה מופעלת כאשר עצבי חישה כמו B21 מופעלים היקפית במהלך שלב הרטרקציה של הרדולה בתוכניות המוטוריות. עם זאת, ההמרות אינן מופעלות אם B21 מופעל היקפית במהלך הפרוטרקציה. קיימים מנגנונים מרובים המתווכים צורת שליטה זו. אחד המנגנונים המעניינים מערב את הרגולציה של פרופגציית הספייקים בקרב תהליכי ה- B21 עצמו. מנגנון אחר מערב את הרגולציה של יעילות ההעברה הסינפטית בין B21 ועצבים עוקבים.

ההיפר-רטרקציה יכולה בנוסף “להתווסף” לתוכניות מוטוריות דמויות-נגיסה על ידי הגירוי של B51, עצב מקשר/חישה דו-תפקודי. בתור עצב חישה, B51 מופעל היקפית כאשר שריר רטרקציה ברדולה (I4) מתכווץ. האקטיבציה האפרנטית בולטת במיוחד כאשר נוצרת התנגדות כלשהי לרטרקציה. נתונים אלו מלמדים כי קיימת מערכת פידבק חיובי אצל האפליזיה המסוגלת להתאים את חוזק תנועות הרטרקציה כך שהן יתאימו ספציפית למאפייני המזון הנקלט. לסיכום, למרות שתוכניות מוטוריות דמויות-נגיסה אצל האפליזיה אינן כוללות שלב של היפר-רטרקציה, תוכניות אלו יכולות לעבור מודיפיקציה באמצעות אקטיבציה אפרנטית. קרוב לוודאי כי תוכניות מוטוריות מותאמות מתווכות את תגובות הנגיסה-בליעה.

היפר-רטרקציה בתוכניות מוטוריות העוברות אינדוקציה במערכת העצבים המבודדת

במצבים אחרים, נצפית היפר-רטרקציה אצל האפליזיה כאשר תוכניות מוטוריות מופעלות במערכת העצבים המבודדת (כלומר, ללא המערכת היקפית). הופעת ההיפר-רטרקציה תלויה באמצעים המשמשים לאינדוקציה של פעילות ריתמית. לדוגמא, כאשר העצב דמוי-פקודה CBI-2 משמש להפעלת תוכניות מוטוריות, באופן כללי לא מתקיימת היפר-רטרקציה (כלומר, התוכניות המוטוריות הן דמויות-נגיסה). בניגוד לכך, היפר-רטרקציה הינה שכיחה כאשר הפעילות המוטורית מופעלת באמצעות גירוי של עצב דמוי-פקודה אחר, CBI-4. במקרה זה, התוכניות המוטוריות הן דמויות-בליעה, ככל הנראה כתוצאה מהקו-אקטיבציה של B51 ועצב נוסף בצימוד חשמלי (B71). לסיכום, הנתונים מלמדים כי נגיסות-בליעות מתחוללות על ידי מודיפיקציה של תוכניות נגיסה מוטוריות. הבליעה, לעומת זאת, נובעת מאקטיבציה של עצב דמוי-פקודה אחר.

בנוסף, כאשר תוכניות מוטוריות מתחוללות בנוכחות של גירוי רקע של עצב היקפי, ההתניה האופרנטית משנה את התכונות של עצב הקישור/חישה B51. ה- B51  צמוד חשמלית למספר עצבי רטרקציה מוטוריים, ועלייה בפעילות של B51 גורמת לאינדוקציה של היפר-רטרקציה. ה- B51 משמש בנוסף כאתר של הזיכרון האסוציאטיבי המתעורר על ידי התניה קלאסית. לפיכך, קרוב לוודאי כי ההסתברות לכך שההיפר-רטרקציה תופעל נקבעת, לפחות במידה חלקית, על ידי ההיסטוריה של המערכת.

פתיחה וסגירה של הרדולה וריבוי-משימות ברשת ההזנה

למרות שפרוטרקציה של הרדולה תמיד קודמת לרטרקציה שלה אצל האפליזיה, הפתיחה והסגירה של הרדולה עוברות שינויי שלב בכדי לקבוע האם התוכניות יכללו קליטת מזון או פליטת מזון (איורים 2A, 2B). כתוצאה מכך, קיים עניין רב באפיון המנגנונים הקובעים את דפוס הפעילות של העצבים המוטוריים המעורבים בפתיחה וסגירת של הרדולה. מנגנונים אלו קובעים את יכולתה של רשת ההזנה לבצע ריבוי-משימות.

הנתונים הנוכחיים מראים כי אחד העצבים המוטוריים העיקריים המתווכים את סגירת הרדולה (B8) הינו אקטיבי בהתנהגויות קליטה ופליטה כאחד. בניגוד לכך, פתיחת הרדולה מתווכת על ידי עצבים מוטוריים ספציפיים-להתנהגות, כלומר, B48 במהלך התנהגות קליטה, ו- B44 במהלך התנהגות פליטה. העניין בהנגדת השליטה המוטורית בשני מצבים אלו נובע מכך שנראה כי היווצרות הדפוסים מתווכת על ידי סוגי מנגנונים שונים. מכיוון שהעצבים המוטוריים המעורבים בפתיחת הרדולה הם ספציפיים-להתנהגות, אקטיבציה סלקטיבית מושגת על ידי שינויים ישירים בעירור של העצבים המוטוריים. העירור של B48 גובר במהלך האינדוקציה של התנהגות קליטה, והעירור של B44 גובר במהלך האינדוקציה של התנהגות פליטה. באופן מנוגד, שינויים בתזמון של פעילות העצב המוטורי B8 הסוגר את הרדולה מתווכים על ידי שינויים בעירור של עצבים מקשרים ספציפיים-להתנהגות. חלק מהעצבים המקשרים המאופיינים היטב האחראיים לקביעת הדפוס של פעילות B8 מפורטים בטבלה 2.

באופן מעניין, קיימים מספר עצבים מקשרים המסוגלים לעודד סוג ספציפי של פלט מוטורי ב- B8 (כלומר, קליטה או פליטה). באופן חלקי, נראה כי מדובר בשיקוף של העובדה כי עצבים מסוימים הינם אקטיביים במהלך שלב הפרטורקציה של התוכניות המוטוריות, בעוד שאחרים אקטיביים במהלך הרטרקציה. לדוגמא, B20 ו- B4/5 שניהם מקדמים פעילות פליטה. ה- B20 מגביר את פעילות ה- B8 במהלך הפרוטרקציה, ו- B4/5 מפחית אותה במהלך הרטרקציה. בנוסף, פעילות ה- B8 נשלטת, לפחות חלקית, על ידי עירור ואינהיביציה סימולטניים, עובדה המביאה למצב של מוליכות גבוהה. לבסוף, נראה כי עצבים שונים מיושמים תחת תנאים שונים. לדוגמא, B40 מתווך תוכניות דמויות-נגיסה, בעוד ש- B30 מתווך תוכניות דמויות-בליעה. החשיבות היחסית של שני עצבי פליטה מקשרים (B20 ו- B65) גם היא משתנה, ונקבעת על ידי האופן שבו מתרחשת החלפת משימות ברשת (כפי שנפרט בהמשך).

עוררות ואפנון עצבי (נוירו-מודולציה) בהשראת-מזון

כאשר מתקיימת אינדוקציה חוזרת של הזנה, שיהוי התגובה פוחת וכוח הנגיסה גובר. השפעות אלו מתמידות ומלוות בשינויים פיזיולוגיים אחרים, כמו לדוגמא עלייה בלחץ הדם ובדופק. שינוי מצבי זה מכונה עוררות בהשראת-מזון. העצבים שנחקרו בהקשר זה הם העצבים הסרוטונרגיים הענקיים. תאים אלו היו בין הראשונים שזוהו כאינדיבידואלים ייחודיים ברכיכות, ועצבים הומולוגיים קיימים במספר מיני רכיכות. באפליזיה קליפורניקה, הם מכונים התאים המטא-צרברליים (MCCs). אצל ה- Lymnaea, הם נקראים תאים צרברליים ענקיים (CGCs).

באפליזיה, ה- MCCs מקבלים קלט עירור מעצב חישה היסטמינרגי מזוהה בגנגליון הצרברלי, C2. קלט זה אינו פוחת, והוא מפגין תכונות מעניינות המאפיינות אותו בתור “מאפנן” (מודולטורי) והופכות אותו לאפקטיבי במיוחד כמתווך פוטנציאלי של העוררות. ה- C2 הוא כימו-סנסיטיבי, והוא מופעל על ידי גירוי מכאני של האזור הפרי-אוראלי. בפרפרציות חצי-שלמות, אצות גורמות לספייקים ב- C2 וב- MCCs, והיפר-פולריזציה של C2 מפחיתה את תדירות הירי של ה- MCC. הבחנה מעניינת נוספת נוגעת לכך שפעילות ה- MCCs וההומולוג שלה אצל Pleurobranchaea גם היא מווסתת על ידי עצבים מקשרים סרוטונרגיים המעודדים התנהגויות ניעה, ממצא המלמד כי עצבים סרוטונרגיים ברשתות מוטוריות מרובות עשויים לפעול יחד בכדי לקדם עוררות כללית.

מספר קווי ראיות מראים כי התאים הסרוטונרגיים הענקיים ממלאים תפקיד חשוב באינדוקציה של עוררות בהשראת-מזון. לדוגמא, פעילות ה- MCC באפליזיה ופעילות CGC ב- Lymnaea הן בעלות קורלציה עם עוררות התנהגותית אצל בעלי חיים הנעים בצורה חופשית. גירוי של MCC או CGC גורמת לפוטנציאציה של פעילות נוירו-מסקולרית (עצב-שריר), מפחיתה את השיהוי של אינדוקציית תוכניות מוטוריות, ומגדילה את התדירות של תוכניות מוטוריות. הסרוטונין, המשוחרר על ידי ה- MCCs, מעורר השפעות מתמידות בתיווך שליח שניוני. לבסוף, חוסרים בהתנהגויות קונסומטוריות נצפו אצל אפליזיות עם לזיות-MCC, ו- Lymnaea עם לזיות-CGC. עם זאת, מעניין לראות כי למרות שלזיות MCC מפחיתות את הביטוי של עוררות בהשראת-מזון, הן אינן מעלימות אותה לחלוטין.

מאפננים אחרים הנוכחים במערכת ההזנה הם נוירו-פפטידים. הנוירו-פפטידים נוכחים בתור קו-טרנסימטורים בסוגים רבים של עצבים, כולל עצבי הזנה מוטוריים. הנוירו-פפטידים הנוכחים במעגל ההזנה מכונים מאפננים “פנימיים” (אינטרינזיים), כדי להבדיל אותם מה- MCCs, שהם “חיצוניים” (אקסטרינזיים) למעגל מחולל-ההתנהגות. הנוירו-פפטידים משוחררים מעצבים מוטוריים כאשר הם נורים בתדירויות הנצפות במהלך התנהגות הזנה נורמאלית. ככלל, ההשפעות שלהן מתווכות על ידי שליחים שניוניים, ומספר פפטידים גורמים לפוטנציאציה של פעילות עצב-שריר. לפיכך, קרוב לוודאי כי לפחות חלק מהמופעים של עוררות בהשראת-מזון הנצפים אצל בעלי חיים עם לזיות MCC נובעים ממאפננים שהם אינטרינזיים למערכות המתווכות-התנהגות עצמן.

נטען בעבר כי שני סוגי האפנון (פנימי וחיצוני) אינם יתירים. ה- MCCs מופעלים במהלך התנהגויות הכנה (אפטטיביות), אך הפעילות שלהם פוחתת כאשר בעלי החיים מתחילים לקלוט מזון. למרות שהשפעות ה- MCCs הן ממושכות, סביר להניח כי הן לא יישמרו במהלך כל אפיזודת ההזנה. כאשר השפעות ה- MCCs שוככות, נוצרת אינדוקציה של תגובות קונסומטריות והמאפננים הפנימיים משוחררים. לפיכך, נטען כי כל מערכת ממלאת תפקיד ייחודי, וכי שתי המערכות פועלות בצורה סדרתית בכדי לבצע מודיפיקציה של התנהגות ההזנה.

הקלט של מחולל התבנית המרכזי הבוקאלי

עצבים מקשרים צרברליים-בוקאליים

ניתן להפעיל תוכניות מוטוריות באפליזיה על ידי גירוי ישיר של אלמנטים של ה- CPG. ניתן בנוסף להפעיל את התוכניות על ידי אקטיבציה של קלטי CPG (איור 3A), כמו לדוגמא עצבים מקשרים צרברליים-בוקאליים (CBIs). ה- CBIs של האפליזיה הם, לפי ההנחה, הומולוגיים לעצבים הפרא-צרברליים ב- Pleurobranchaea, תאי 1 צרברליים-ונטרליים ב- Lymnaea, והתאים הצרברליים-בוקאליים ב- Limax. ה- CBI-1 באפליזיה הוא קרוב לוודאי אנלוגי ל- CBM1 ב- Aplysia kurodai.

קרוב ל- 13 CBIs שונים אופיינו אצל האפליזיה קליפורניקה. מספר זה הינו דומה למספר ה- CBIs שתוארו ברכיכות אחרות. סביר להניח כי חלק מעצבים אלו הינם עותקים מרובים של תא “זהה”. נראה כי זהו המצב בנוגע ל- CBI-5/6 ו- CBI-8/9. המזון בבירור מפעיל CBIs מרובים, בעיקר CBI-2, CBI-3, CBI-4, CBI-11, ו- CBI-12. למרות שלא נראה כי קיימים קשרים כימיים בין ה- CBIs, המחקרים זיהו צימוד חשמלי. נטען כי צימוד חשמלי זה מחלק את ה- CBIs לשתי קבוצות פונקציונאליות, כלומר, קבוצה אחת הכוללת את CBI-2, CBI-3 ו- CBI-11, והשנייה כוללת את CBI-12 ו- CBI-8/9. לפיכך סביר להניח כי המזון מפעיל קבוצה (תת-קבוצה) של CBIs.

חלק מה- CBIs הם דמויי-פקודה בבירור, ומפעילים באופן אפקטיבי ביותר את הפעילות המוטורית. כפי שנפרט בהמשך, התוכניות המוטוריות המאופיינות ביותר הן אלו שעוברות אינדוקציה על ידי גירוי של CBI-2. ה- CBI-2 משמש לעתים קרובות להפעלת קליטת המזון, מכיוון שהוא מופעל על ידי מזון, ובעזרת גירוי מצב-יציב הוא מפעיל תנועות דמויות-נגיסה בפרפרציות חצי-שלמות. הפרמטרים של תוכניות מוטוריות בהשראת-CBI-2 נקבעים, לפחות במידה מסוימת, על ידי גיוס של CBIs אחרים. לדוגמא, אם CBI-3 מגויס, נרשמת עלייה ברמת קליטת המזון של הפעילות המופעלת. ה- CBI-2 גורם לעירור ישיר של עצבי פרוטרקציה מקשרים ועצבים מוטוריים.

מספר CBIs של האפליזיה אופיינו כימית והם מכילים נוירו-פפטידים מאפננים הממלאים תפקיד קריטי בתיווך התפקוד שלהם. לדוגמא, CBI-2, שהינו כולינרגי, מכיל בנוסף פפטיד מפעיל מעגל הזנה (FCAP), ופפטיד צרברלי 2 (CP-2). ניסויי אוקלוזיה מראים כי שני הפפטידים ממלאים תפקיד חשוב בקביעת דפוס הפעילות המוטורית. ה- CBI-3 גם הוא פפטידרגי. הוא מניע את פעולותיו, לפחות חלקית, על ידי שחרור APGWamide. לבסוף, CBI-4 מכיל ATRP, שבדומה ל- CBI-4, מקדם תוכניות דמויות-בליעה.

עצב הוושט

ברכיכות מסוימות, תגובות דחייה עשויות להיות מופעלות על ידי חומרים מזיקים, או סוגים לא-רצויים של אצות. באפליזיה קליפורניקה, עם זאת, התגובה שנחקרה באופן השכיח ביותר מתרחשת כאשר נקלט אובייקט לא-רצוי (לדוגמא, צמיגי פוליאתילן) היוצר מגע עם הוושט. הוושט מעוצבב, לפחות חלקית, על ידי אחד מהעצבים הבוקאליים, עצב הוושט (EN). ניתן להסיק מכך כי יהיה זה אפשרי לעורר פעילות פליטה בפרפרציות מופחתות על ידי גירוי חשמלי של ה- EN. רעיון זה נוסה לראשונה בפרפרציית הזנת ראש חצי-שלמה, ואכן נמצא כי גירוי של ה- EN מעורר תנועות דחייה. לפיכך, ניסויים עוקבים רבים עוררו תוכניות מוטוריות של פליטה in vitro באמצעות ה- EN (איור 3A).

עם זאת, יש לציין כי ה- EN הינו עצב מורכב, המכיל מספר סעיפים. לא ניתן להשתמש בכל הסעיפים בכדי לעורר פעילות פליטה. למעשה, כפי שיפורט בהמשך, גירוי של אחד הסעיפים (הסעיף האנטריורי) משמש בכדי להפיק אנאלוג in vitro של התניה אופרנטית וקלאסית. התנהגות הפליטה באופן כללי מופעלת על ידי גירוי של הסעיף הפוסטריורי של ה- EN. גירוי של ה- EN משחרר מספר נוירו-פפטידים מאפננים, כולל SCP, נוירו-פפטיד אפליזיה Y (apNPY). בנוסף, FRFamides ו- FRamides נוכחים ב- EN ובעצבי החישה הממוקמים במרכז הגנגליון הבוקאלי. פפטידים אלו פועלים יחד בכדי לקדם תוכניות פליטה. תוכניות הפליטה המקודמות על ידי פפטידים מרובים אלו ככל הנראה פועלות בכדי להפחית צריכת מזון באפליזיה. באופן מעניין, קיימות לכך מקבילות אצל יונקים, כאשר מספר פפטידי “שובע” במעיים משוחררים לאחר ארוחה ומפחיתים את צריכת המזון.

אינדוקציה של תוכניות מוטוריות בוקאליות: הטרמת חזרה ברשת ההזנה

כאשר מתעורר מחזור בודד של תוכניות מוטוריות בוקאליות באפליזיה בפרפרציית מנוחה, הפרוטרקציה והרטרקציה של הרדולה מתעוררות באופן מהימן. בניגוד לכך, הפעילות של מחזור הפתיחה/סגירה של הרדולה אינו מנוסח היטב (איורים 4A, 4B). לדוגמא, עצב הסגירה המוטורי של הרדולה, B8, נורה בתדירות נמוכה במהלך הפרוטרקציה והרטרקציה. מצב זה נכון ללא קשר לשיטה המשמשת לעורר את הפעילות המוטורית (לדוגמא, בין אם ההפעלה מגיעה מתוך ה- CPG הבוקאלי או דרך קלט CPG; כלומר, קלט ה”קליטה” ב- CBI-2 או קלט ה”פליטה” ב- EN). עם זאת, כאשר מתרחשת אקטיבציית קלט חוזרת, יכול להתרחש דיוק של התוכנית (איור 4A, 4B). לדוגמא, פעילות קליטה יכולה להתעורר על ידי גירוי חוזר של CBI-2 (איור 4A), ופעילות פליטה על ידי גירוי חוזר של ה- EN (איור 4B). עם זאת, מצב זה מתקיים רק אם מחזורי הפעילות המוטורית עוברים אינדוקציה עם אינטרוול בין-סטימולציה (ISI) קצר יחסית.

תופעה זו כונתה הטרמת חזרה (repetition priming), מכיוון שהתנועות המתעוררות משתנות באופן הדרגתי כאשר מתרחשת הספציפיקציה של התוכנית. התנועות הן חלשות ובלתי אפקטיביות יחסית כאשר הפעילות מתעוררת לראשונה. תדירות הירי של העצבים המוטוריים היא נמוכה יחסית, ועצבים מוטוריים אנטגוניסטיים הם קו-אקטיביים. בעת אקטיבציית קלט חוזרת, לעומת זאת, היחסים השלביים מוגדרים והעצבים המוטוריים נורים בתדירויות המספיקות בכדי להפיק תנועות רדולה אפקטיביות. בנוסף, התנועות המופעלות הן עתה “הולמות”. לדוגמא, CBI-2 מופעל על ידי מזון. באמצעות גירוי חוזר, ה- CBI-2 מעורר תנועות רדולה המניעות באפקטיביות מזון לתוך החלל הבוקאלי.

הנתונים מראים בצורה נחרצת כי נוירוטרנסמיטורים מאפננים המשתחררים על ידי קלטים ב- CPG ממלאים תפקיד חיוני באינדוקציה של הטרמת חזרה. לדוגמא, הטרמת חזרה אינה נצפית כאשר התוכניות המוטוריות מופעלות באופן חוזר מתוך ה- CPG הבוקאלי עצמו (כלומר, על ידי גירוי של אלמנט ב- CPG הבוקאלי). לא מתקיימת הטרמה חוזרת במצב זה אפילו כאשר התוכניות עוברות אינדוקציה עם ISI קצר יחסית. בנוסף, יישום אקסוגני של נוירו-פפטידים הנמצאים בקלטי ה- CPG מחקה וחוסם את השפעות ההטרמה.

נוירוטרנסמיטורים הגורמים לאינדוקציה של הטרמת חזרה מעוררים השפעות בתיווך שליח שניוני המתמידות במשך עשרות שניות. נטען כי תופעה זו אחראית באופן חלקי לעובדה כי שינויים הדרגתיים בפעילות העצבית נצפים בעת שההטרמה מתפתחת. כאשר מעגלים של תוכניות מוטוריות מתעוררים באופן חוזר, מתרחש סיכום, וגודל ההשפעות המתעוררות עשוי להתעצם. מצב זה עשוי בנוסף להיות אחראי לעובדה כי נדרש ISI קצר יחסית עבור ההטרמה. באופן מעניין, נראה כי המאפננים (ומערכות השליחים השניוניים) המתווכים הטרמת חזרה של קליטת מזון הינם שונים מאלו המתווכים הטרמת חזרה של פליטת מזון. לפיכך, נראה כי קיים “קידוד כימי” ייחודי עבור צורות שונות של הטרמת חזרה.

החלפת משימות ברשת ההזנה

העובדה כי הטרמת חזרה מתווכת, לפחות חלקית, על ידי השפעות מתמידות של נוירוטרנסמיטורים מאפננים, נושאת השלכות פוטנציאליות מעניינות לגבי החלפת משימות. לפיכך, ניתן לצפות כי הטרמת חזרה של תגובה מסוג אחד (לדוגמא, קליטת מזון או פליטת מזון) תגרום ל”הטיה” באינדוקציה של תגובה מהסוג השני. זהו, למעשה, אכן המצב, וכפי שניתן לצפות, הטיה זו יכולה להיות “שלילית” (איור 5A). מקרה זה מתרחש כאשר הטרמת חזרה של פליטה מלווה בניסיון לעורר פעילות קליטה. לדוגמא, לאחר אינדוקציה חוזרת של תוכניות מוטוריות דרך ה- EN, גירוי של CBI-2 מפעיל תוכנית מוטורית מלאה של פליטה. בפרפרציית מנוחה, ה- CBI-2 מעורר פעילות מוטורית “בינונית” (שאינה מוגדרת היטב).

ניסויים שביקשו לברר מדוע הטיה שלילית מתרחשת הראו כי היא נובעת, לפחות חלקית, משינויים בעירור של שני עצבים מקשרים הקובעים את דפוס הפעילות של B8, העצב הדופמינרגי B20 והעצב ה- GAGBAergic B40 (איור 5B). ה- B20 מעודד דפוס פליטה בפעילות של B8, ו- B40 מעודד דפוס קליטה. שני עצבים מקשרים אלו מופעלים במהלך תוכניות מוטוריות באינדוקציית-CBI-2, אך בפרפרציית מנוחה, העירור של B20 הוא נמוך יחסית והעירור של B40 הוא גבוה יחסית. כתוצאה מכך, הפעילות של B40 הינה “דומיננטית” כאשר הפעילות המוטורית מתעוררת. במהלך הטרמת חזרה באינדוקציית-EN, נצפים שינויי עירור גם ב- B20 וגם ב- B40 (איור 5B משמאל). העירור של B20 גובר והעירור של B40 פוחת. בנוסף, נצפים שינויים ביעילות של ההעברה הסינפטית, כלומר, עידוד של העברה סינפטית של B20 ודיכוי של העברה סינפטית בין B40 ובין B8. כתוצאה מכך, כאשר התוכניות המוטוריות מופעלות לאחר גירוי של ה- EN, תדירות הירי של B20 היא גבוהה יחסית וההעברה הסינפטית של B20-B8 מתאפשרת. פעילות ה- B8 היא לפיכך פעילות של קליטה (איור 5B מימין).

באופן מעניין, ההטיה ברשת ההזנה אינה תמיד “שלילית”, והיא עשויה להיות “חיובית”. הטיה חיובית נצפית כאשר הטרמת קליטה בהשראת-CBI-2 מלווה בניסיון לעורר פעילות פליטה באמצעות ה- EN. במקרה כזה, ה- EN מעורר תוכניות פליטה מוטוריות מלאות במקום הפעילות ה”בינונית” הבלתי מוגדרת אותה הוא מפעיל בפרפרציית מנוחה.

ניתוחים ברמת המעגל החשמלי הראו כי הטיה חיובית נובעת מהעובדה כי קיימת “דגנרציה” ברשת ההזנה בכך שקיימים מספר סטים של פרמטרים של מעגלי “פליטה”. לפיכך, קיים סוג שני של עצב “פליטה” מקשר B65. במהלך הטרמת חזרה בהשראת-CBI-2, העירור של B65 גובר (איור 6A). באופן מפתיע, מצב זה אינו גורם להשפעה שלילית על האינדוקציה של פעילות קליטה. תופעה מעניינת זו נובעת מהעובדה כי B65 אינו מקבל קלט עירור סינפטי מהיר כאשר התוכניות מופעלות על ידי CBI-2. במקום זאת, ה- B65 מעוכב בצורה ישירה (איור 6A). לסיכום, למרות שהעירור של B65 גובר במהלך הטרמת קליטה (כאשר התוכניות מופעלות על ידי CBI-2), מדובר בהשפעה “מושהית” שאינה מתבטאת מיידית מכיוון שאין עירור של B65 אלא אינהיביציה שלו, ולפיכך הוא אינו לוקח חלק בתוכניות מוטוריות המופעלות על ידי CBI-2.

כאשר קיימת החלפה באקטיבציה של הקלט, עם זאת, ההשפעה על העירור של B65 באה לביטוי (איור 6B). מצב זה נובע מהעובדה ש- B65 מקבל קלט עירור סינפטי מהיר כאשר התוכניות מופעלות על ידי גירוי של ה- EN (איור 6B). כתוצאה מכך, כאשר התוכניות מופעלות על ידי ה- EN לאחר הטרמת קליטה, תדירות הירי של B65 היא גבוהה יותר מאשר במצב שבו לא מתקיימת הטרמת קליטה. התגברות העירור של B65 בהשראת-CBI-2 כונתה “אפנון מושהה”. לפיכך, נתונים אלו מאשרים, באופן ניסויי, את התוצאות של מחקר מודל עדכני שנערך על המערכת הסטומטוגסטרית של סרטנאים, שהדגים את החשיבות של העברה סינפטית מהירה בכדי לקבוע האם האפנון משפיע על פלט הרשת. אחת השאלות החשובות במחקרים לגבי אפליזיה הינה מדוע העצב מאופנן אם פלט הרשת אינו משתנה מיידית. נתונים אלו מלמדים כי לשאלה זו יש השלכות חשובות לגבי האינדוקציה של פעילויות עוקבות, כלומר, החלפת משימות.

סיכום

סקירה זו מתמקדת בשליטה העצבית של ההזנה אצל האפליזיה. האפליזיה כוללת תכונות מועילות מחקרית בדומה לרכיכות אחרות, כמו לדוגמא עצבים ברי-זיהוי אותם ניתן לאפיין באופן ביו-פיזי ולערוך בהם מניפולציות באופן אינדיבידואלי בעזרת שיטות אלקטרו-פיזיולוגיות. למרות שהתנהגויות קונסומטריות הן אופייניות מבחינה מסוימת אצל רכיכות, במובנים אחרים התנהגויות אלו נבדלות זו מזו. לדוגמא, בנסיבות מסוימות ההיפר-רטרקציה של הרדולה דורשת אקטיבציה אפרנטית המופעלת על ידי מגע עם מזון ו/או עלייה בהתנגדות לרטרקציה. מודיפיקציות בהשראת-אפרנט של תוכניות מוטוריות בהתחוללות מרכזית אופיינו, ובנוסף תוארו מנגנוני התיווך.

האפליזיה הינה רכיכה המסוגלת לפתוח ולסגור את הרדולה, תופעה המאפשרת לה להציג תגובות של פליטת מזון וקליטת מזון. כתוצאה מכך, היא מהווה מודל אידיאלי לחקר של ריבוי-משימות ברשת בעלת ארגון מודולארי. נרשמה התקדמות רבה בניסויים שקבעו כיצד ההתנהגות נבנית על ידי שילוב הפעילות של עצבים ספציפיים-להתנהגות ועצבים תלויי-התנהגות.

לבסוף, כאשר התנהגויות הזנה מופעלות באפליזיה, בתחילה הן אינן מוגדרות היטב (לדוגמא, קיימת קו-אקטיבציה של עצבים מוטוריים אנטגוניסטיים). הגדרת ההתנהגות מתרחשת רק כאשר התגובות מתעוררות באופן חוזר עם אינטרוול התערבות קצר למדי. ככל הנראה מצב זה נובע מהעובדה כי הפעילות המוטורית עוברת קונפיגורציה כתוצאה משחרור נוירוטרנסימיטורים מאפננים מקלטים במחולל התבנית המרכזי של ההזנה. כצפוי, ההשפעות המתמידות של האפנון משפיעות על החלפת המשימות, ובנסיבות מסוימות, נוטות לעכב אותה. באופן מפתיע, עם זאת, המחקרים האחרונים שנערכו על האפליזיה הראו כי מצב זה אינו מתקיים תמיד.

לסיכום, המחקרים העוסקים בבסיס העצבי של ההזנה תרמו רבות להבנת האינטגרציה הסנסורי-מוטורית במהלך פעילות מוטורית מתמשכת, וכיצד ניתן להשיג ריבוי-משימות במערכת פשוטה יחסית. בנוסף, תוארו המנגנונים העצביים המתווכים הטרמת חזרה ומשפיעים על החלפת המשימות.

כיוונים לעתיד

1. האפליזיה קלפיורניקה מסוגלת לחולל צורות אחרות של התנהגות הזנה (לדוגמא, גירוד) שטרם נחקרו במלואן. בדומה, התפקיד הפיזיולוגי של חלק מהעצבים המפעילים באופן אפקטיבי ביותר תוכניות הזנה מוטוריות טרם נקבע. דרושים מחקרים נוספים בכדי להבין באופן מלא את היקף ריבוי-המשימות ברשת ההזנה של האפליזיה.

2. אחת התכונות הבולטות של ההזנה באפליזיה הינה ההשתנות הרבה שלה. המחקרים בנושא הצביעו על מספר מקורות אפשריים להשתנות זו. לדוגמא, נראה כי המצב המוקדם של הרשת ממלא תפקיד חשוב בקביעת טיב הפלט בכל זמן נתון. למרות שמספר גורמים תורמים תוארו בעבר, יש להמשיך ולזהות גורמים אחרים.

3. סקירה זו מתמקדת בשליטה העצבית של ההזנה אצל האפליזיה. נראה, עם זאת, כי מידת הגמישות ההיקפית מהווה מקור נוסף לריבוי-פונקציונאליות. חשוב לקבוע כיצד מערכת העצבים מנצלת גמישות זו במחקרים עתידיים.

רשת ההזנה של האפליזיה: תכונות ייחודיות ותכונות המשותפות לרכיכות אחרות

תקציר סקירה זו מתמקדת בשליטה העצבית של ההזנה אצל האפליזיה (ארנבת הים). מטרת המאמר היא הדגשת תכונות ייחודיות של ההתנהגות ותיאור הבסיס העצבי שלהן. אצל מספר רכיכות, המזון נתפס על ידי רדולה המסוגלת לבצע פרוטרקציה (התארכות), רטרקציה (נסיגה), והיפר-רטרקציה. אצל האפליזיה, לעומת זאת, ההיפר-רטרקציה עשויה לדרוש אקטיבציה אפרנטית. רגולציה תלוית-שלב של העברה סנסורי-מוטורית מתרחשת בהקשר זה. בנוסף, האפליזיה פותחת וסוגרת את הרדולה, פעולה הגורמת לתגובות של פליטת מזון (egestion) ושל קליטת מזון (ingestion). לפיכך, רשת ההזנה נוקטת בריבוי-משימות. רשת זו כוללת ארגון מודולארי, וההתנהגויות נבנות על ידי שילובים של עצבים ספציפיים-להתנהגות ובלתי-תלויים בהתנהגות. כאשר ההזנה מאותחלת אצל ארנבת הים, התגובות אינן מוגדרות היטב. הפעילות המוטורית אינה עוברת קונפיגורציה כהלכה, אלא אם כן התגובות מתעוררות באופן חוזר ונשנה ונוירוטרנסמיטורים מאפננים משוחררים מהקלטים אל מחולל התבנית המרכזי (CPG). ההשפעות המתמידות של האפנון נושאות השלכות מעניינות בנוגע להחלפת משימות. הזנה היא התנהגות מונעת החיונית להישרדות ולשלמות של בעלי חיים חסרי חוליות ובעלי חוליות. סקירה זו מתמקדת בעיקר בשליטה העצבית של ההזנה אצל הרכיכה הגסטרופודית אפליזיה קליפורניקה (ארנבת הים) (איור 1). מבחינה מסוימת, ההזנה אצל ארנבת הים הינה דומה להזנה אצל רכיכות אחרות. המטרה של סקירה זו, עם זאת, הינה לתאר את הבסיס העצבי של התכונות הייחודיות של ההתנהגות, תוך התמקדות במספר צורות מעניינות של פלסטיות. סקירה זו אינה עוסקת בהתניה אופרנטית או קלאסית של תגובות הזנה, המהוות נושאי מחקר חשובים. נושאים אלו מפורטים בפרק אחר של כרך זה. ארנבת הים כמערכת מודל רכיכות גסטרופודיות (כולל האפליזיה) מאופיינות בשילוב של תכונות מועילות מחקרית שאינן נמצאות, באופן כולל, אצל אורגניזמים אחרים. לדוגמא, קל יחסית לגדל אותן, והן מציגות מספר צורות של פלסטיות התנהגותית. חשוב מכך, האפליזיה הבוגרת היא גדולה, וכך גם העצבים שלה, היכולים להגיע לגודל של מילימטר. כתוצאה מכך, ניתן לאפיין ביו-כימית עצבים אינדיבידואלים ולערוך בהם מניפולציות באמצעות זרם תוך-תאי ו- voltage clamp. מספר התנהגויות של רכיכות נחקרות בימים אלו, כולל הזנה, הנושא של סקירה זו. ההזנה אינה עונתית, וקל לעורר אותה במעבדה. היא מתווכת על ידי רשת עצבית פשוטה למדי אותה ניתן ללמוד באופן מבודד, ובפרפרציות שבהן השוליים נשארים מחוברים (לדוגמא, בפרפרציות הזנות ראש שלמות, או פרפרציות חצי-שלמות). כתוצאה מכך, התהליכים...

295.00 

295.00 

סיוע בכתיבת עבודה מקורית ללא סיכונים מיותרים!

כנסו עכשיו! הצטרפו לאלפי סטודנטים מרוצים. מצד אחד עבודה מקורית שלכם ללא שום סיכון ומצד שני הקלה משמעותית בנטל.