A lesma do mar, Aplysia californica, tem sido estudada pelo seu sistema nervoso simples e pela sua capacidade de aprendizagem. Os pesquisadores podem treinar a Aplysia para associar um leve choque elétrico ao toque em seu sifão, fazendo com que o animal retire sua guelra ao ser tocado. Esse aprendizado associativo é uma forma básica de memória e requer a atividade de um grupo específico de neurônios no cérebro da Aplysia, conhecido como circuito sensório-motor.

O circuito sensório-motor consiste em neurônios sensoriais, interneurônios e neurônios motores. Os neurônios sensoriais recebem o sinal do toque e os interneurônios processam o sinal e o retransmitem aos neurônios motores. Os neurônios motores então enviam um sinal para a guelra, fazendo com que ela se retire.

Para que ocorra a aprendizagem associativa, a atividade dos neurônios sensoriais deve estar ligada à atividade dos neurônios motores. Isto é conseguido por um processo denominado potenciação de longo prazo (LTP), que aumenta a força das sinapses entre os neurônios.

A LTP é um processo complexo que envolve vários genes, cada um dos quais desempenha um papel específico na regulação da expressão da LTP. Por exemplo, um gene, CREB1, codifica um factor de transcrição que promove a expressão de genes que estão envolvidos na LTP. Outro gene, PKA, codifica uma quinase que ativa o CREB1.

Assim, a resposta à pergunta “Quantos genes são necessários para aprender?” não é um número único, mas sim uma rede complexa de genes que interagem para regular o processo de aprendizagem associativa.