Jak nasz mózg tworzy i przechowuje wspomnienia? Jednym ze sposobów podejścia do tej zagadki jest zbadanie bardzo podstawowej formy uczenia się – habituacji – w stosunkowo prostym układzie nerwowym. Habituacja opisuje stopniowy spadek amplitudy lub częstotliwości odpowiedzi motorycznej na powtarzającą się stymulację sensoryczną, która nie jest spowodowana adaptacją receptorów sensorycznych lub zmęczeniem motorycznym. Do badania habituacji wykorzystano wiele różnych organizmów, zachowań i metod eksperymentalnych, ale wciąż zaskakująco mało wiadomo o mechanizmach leżących u jej podstaw. Teoretyczne ramy koncepcji habituacji zostały stworzone przez Thompsona i Spencera (1966) oraz przez teorię podwójnego procesu Grovesa i Thompsona (1970), która opisuje habituację i sensytyzację jako dwa niezależne procesy, które wzajemnie oddziałują na siebie, dając ostateczny rezultat behawioralny. Na sympozjum w 2009 roku powrócono do pierwotnej koncepcji i nieznacznie zmieniono definicje habituacji (i dyshabituacji) dla jasności, jednak, co znamienne, wprowadzono tylko kilka zmian do cech definiujących (Rankin i in., 2009). Staje się oczywiste, że habituacja behawioralna jest wywoływana przez różne mechanizmy, w zależności od ram czasowych stymulacji, rodzaju badanej drogi sensorycznej i hierarchicznego poziomu przetwarzania sygnału. Z drugiej strony, mechanizmy habituacji wydają się być wysoce konserwowane, co podkreśla znaczenie habituacji dla przetrwania gatunku (zob. Schmid i in., 2010). Zakres tego tematu badawczego Frontiers obejmuje przegląd koncepcji habituacji, różnych modeli zwierzęcych i behawioralnych wykorzystywanych do badania mechanizmów habituacji, jak również różnych procesów synaptycznych i molekularnych sugerowanych jako odgrywające rolę w habituacji behawioralnej.
Fischer i wsp. (2014) badali krótkoterminową habituację odruchu wycofania skrzeli u Aplysia. Zgodnie z koncepcją różnych mechanizmów pośredniczących w habituacji w różnych przedziałach czasowych i różnymi drogami, donoszą oni o wewnętrznym mechanizmie specyficznym dla krótkotrwałej habituacji w krótkich interwałach treningowych 1s. Typlt i wsp. (2013b) badali rolę aktywowanego napięciem i wapniem kanału potasowego (kanał BK) w krótko- i długoterminowej habituacji zachowania wywołanego (acoustic startle) w porównaniu z motywowanym zachowaniem eksploracyjnym, wykorzystując transgeniczne myszy, i dalej potwierdzają rozbieżne, ale ewolucyjnie wysoko konserwowane mechanizmy habituacji. Pilz i wsp. (2014) zajęli się kontrowersyjną kwestią, czy długotrwała habituacja akustycznego startle u myszy jest zależna od kontekstu. Wykazali, że długotrwała habituacja jest specyficzna dla bodźca-modalności, ale nie dla kontekstu, co potwierdza, że jest to nieasocjacyjna forma uczenia się. Dutta i Gutfreund (2014) dokonują przeglądu danych z sów uszatych i naczelnych na temat obliczania słoności w plamce wzrokowej/koliźniku górnym i jak to jest powiązane z habituacją i adaptacją neuronalną. Perez-Gonzalez i Malmierca (2014) dokonują przeglądu różnych form adaptacji spajków w neuronach słuchowych na różnych poziomach hierarchii przetwarzania słuchowego. Mechanizmy te prowadzą do filtrowania sensorycznego i habituacji percepcji. Manella i wsp. (2013) badali, jak modulujący system noradrenalinowy w mózgu wpływa na habituację zapachową i pamięć zapachową u szczurów.
Prócz znaczenia zrozumienia mechanizmów leżących u podstaw habituacji jako podstawowej formy uczenia się lub filtrowania sensorycznego, niektóre artykuły wykraczają poza zrozumienie mechanizmów habituacji i badają, jak jej zaburzenia wpływają na inne domeny poznawcze i wyższe funkcje poznawcze. Typlt i wsp. (2013a) łączą deficyty habituacji z upośledzeniem uczenia się przestrzennego. Mini przegląd De Luca (2014) rzuca światło na mechanizm zjawiska habituacji mezolimbicznej i mezokortykalnej transmisji dopaminy w odpowiedzi na bodźce smakowe oraz jego przypuszczalną rolę jako markera dysfunkcji korowej w specyficznych stanach, takich jak uzależnienie. W nawiązaniu do tego tematu Lloyd i wsp. (2014) dokonują przeglądu habituacji skuteczności wzmacniacza i roli neurotransmisji dopaminowej w habituacji do wzmacniacza. Wskazują oni, że zaburzenia zachowania, takie jak otyłość czy zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD), mogą być spowodowane nieprawidłowym przyzwyczajeniem do wzmacniacza, wynikającym z czynników genetycznych lub środowiskowych.
Co ciekawe, badając elektrodermalny odruch orientacyjny u ludzi, Steiner i Barry (2014) argumentują przeciwko wyjaśnieniu teorii dwuprocesowej, zgodnie z którym dyshabituacja jest spowodowana sensytyzacją, a zamiast tego sugerują, że dyshabituacja jest zaburzeniem procesu habituacji, którego wielkość jest determinowana przez odpowiedni poziom pobudzenia. Jest oczywiście dyskusyjne, do jakiego stopnia można to uogólnić na inne modalności i ścieżki. W eseju teoretycznym Cevik (2014) argumentuje, że wpływ bodźca na zachowanie i jego potencjał do modulowania efektów innych bodźców wzrasta wraz ze zmniejszaniem się jego odległości od ciała, co jest interesującą i z pewnością również dyskusyjną koncepcją.
Podsumowując, niniejszy temat badawczy zawiera oryginalne artykuły naukowe, recenzje i eseje teoretyczne, które dostarczają aktualnego spojrzenia na różne modele badania habituacji, jej podstawowe mechanizmy i jej znaczenie jako warunku wstępnego dla wyższych funkcji poznawczych. Liczba i jakość prac w tym temacie potwierdza tezę, że habituacja jest bogatym obszarem badań, poruszającym wiele ważnych kwestii związanych z plastycznością behawioralną.