La limace de mer, Aplysia californica, a été étudiée pour son système nerveux simple et sa capacité d'apprentissage. Les chercheurs peuvent entraîner Aplysia à associer un léger choc électrique au contact de son siphon, ce qui amène l'animal à retirer ses branchies lorsqu'il est touché. Cet apprentissage associatif est une forme fondamentale de mémoire et nécessite l'activité d'un groupe spécifique de neurones dans le cerveau de l'Aplysie, connu sous le nom de circuit sensorimoteur.

Le circuit sensorimoteur est constitué de neurones sensoriels, d'interneurones et de motoneurones. Les neurones sensoriels reçoivent le signal du toucher, et les interneurones traitent le signal et le transmettent aux motoneurones. Les motoneurones envoient alors un signal aux branchies, provoquant leur retrait.

Pour que l’apprentissage associatif se produise, l’activité des neurones sensoriels doit être liée à l’activité des motoneurones. Ceci est réalisé par un processus appelé potentialisation à long terme (LTP), qui augmente la force des synapses entre les neurones.

La LTP est un processus complexe qui implique un certain nombre de gènes, chacun jouant un rôle spécifique dans la régulation de l'expression de la LTP. Par exemple, un gène, CREB1, code pour un facteur de transcription qui favorise l'expression de gènes impliqués dans la LTP. Un autre gène, PKA, code pour une kinase qui active CREB1.

Ainsi, la réponse à la question « Combien de gènes faut-il pour apprendre ? n’est pas un nombre unique, mais plutôt un réseau complexe de gènes qui interagissent pour réguler le processus d’apprentissage associatif.