Nowe badania pokazują, iż wspomnienia znajdują się nie tylko w mózgu

Powszechnie wiadomo, iż nasze mózgi – a w szczególności nasze komórki mózgowe – przechowują wspomnienia. Jednak zespół naukowców odkrył, iż komórki z innych części ciała również pełnią funkcję pamięci, otwierając nowe ścieżki zrozumienia działania pamięci i tworząc potencjał ulepszenia uczenia się i leczenia schorzeń związanych z pamięcią.

„Uczenie się i pamięć są na ogół kojarzone wyłącznie z mózgiem i komórkami mózgowymi, ale nasze badanie pokazuje, iż inne komórki w organizmie również mogą się uczyć i tworzyć wspomnienia” – wyjaśnia Nikolay V. Kukushkin z New York University, główny autor badania, które pojawia się w czasopiśmie Nature Communications.

Celem badania było lepsze zrozumienie, czy komórki inne niż mózgowe pomagają w zapamiętywaniu, czerpiąc z dawno ustalonej adekwatności neurologicznej – efektu masowej przestrzeni – która pokazuje, iż lepiej zatrzymujemy informacje, gdy badamy je w odstępach czasowych, a nie w trybie ciągłym. pojedyncza, intensywna sesja – lepiej znana jako wkuwanie do testu.

W badaniu Nature Communications naukowcy powtórzyli proces uczenia się w czasie, badając w laboratorium dwa typy ludzkich komórek innych niż mózg (jedną z tkanki nerwowej i jedną z tkanki nerkowej) i wystawiając je na działanie różnych wzorców sygnałów chemicznych – podobnie jak mózg Kiedy dowiadujemy się nowych informacji, komórki są narażone na działanie wzorców neuroprzekaźników. W odpowiedzi komórki inne niż mózgowe uruchomiły „gen pamięci” – ten sam gen, który włączają komórki mózgowe, gdy wykryją wzór w informacji i restrukturyzują swoje połączenia w celu utworzenia wspomnień.

Aby monitorować proces zapamiętywania i uczenia się, naukowcy zmodyfikowali komórki inne niż mózgowe w celu wytworzenia świecącego białka, które wskazywało, kiedy gen pamięci jest włączony, a kiedy wyłączony.

Wyniki pokazały, iż komórki te potrafią określić, kiedy impulsy chemiczne imitujące wybuchy neuroprzekaźnika w mózgu są powtarzane, a nie po prostu przedłużane – tak jak neurony w naszym mózgu mogą rejestrować, kiedy uczymy się z przerwami, a nie wkuwając cały materiał jedno posiedzenie. W szczególności, gdy impulsy były podawane w odstępach czasu, włączały „gen pamięci” silniej i na dłużej, niż w przypadku jednoczesnego podania tego samego leku.

„Odzwierciedla to efekt masowej przestrzeni w działaniu” – mówi Kukushkin, profesor kliniczny nauk przyrodniczych w Liberal Studies na Uniwersytecie Nowojorskim i pracownik naukowy w Centrum Nauk Neuralnych Uniwersytetu Nowojorskiego. „Pokazuje, iż zdolność uczenia się na podstawie powtarzanych powtórzeń nie jest wyłącznie cechą komórek mózgowych, ale w rzeczywistości może być podstawową adekwatnością wszystkich komórek”.

Naukowcy dodają, iż odkrycie nie tylko oferuje nowe sposoby badania pamięci, ale także wskazuje na potencjalne korzyści zdrowotne.

„To odkrycie otwiera nowe drzwi do zrozumienia działania pamięci i może prowadzić do lepszych sposobów usprawniania uczenia się i leczenia problemów z pamięcią” – zauważa Kukushkin. „Jednocześnie sugeruje to, iż w przyszłości będziemy musieli traktować nasze ciało bardziej jak mózg – na przykład rozważyć, co nasza trzustka pamięta na temat schematu naszych poprzednich posiłków, aby utrzymać prawidłowy poziom glukozy we krwi, lub rozważyć co komórka nowotworowa pamięta o schemacie chemioterapii.”

Prace nadzorowali wspólnie Kukushkin i Thomas Carew, profesor w Center for Neural Science na Uniwersytecie Nowojorskim. Autorami badania byli także Tasnim Tabassum, badacz z Uniwersytetu Nowojorskiego, i Robert Carney, pracownik naukowy na Uniwersytecie Nowojorskim w czasie badania.

Badania te były finansowane z grantu Narodowego Instytutu Zdrowia (R01-MH120300-01A1).