Почки и нервы хранят воспоминания, как нейроны
Группа ученых обнаружила, что памятью обладают не только нейроны, но и клетки других органов, таких как нервная ткань и почки. Эксперименты показали, что эти клетки могут активировать «ген памяти» при воздействии химических сигналов, имитирующих процесс обучения с интервалами. Этот ген аналогичен тому, что включается в клетках мозга при формировании новых воспоминаний. Открытие помогает лучше понять механизмы памяти и может привести к новым подходам в лечении заболеваний.
Целью исследования было лучше понять, помогают ли клетки, не относящиеся к мозгу, запоминать что-либо. Ученые использовали хорошо известный в нейробиологии эффект, согласно которому информация лучше усваивается при многократном повторении с интервалами, а не при интенсивном изучении «за раз».
Ученые смоделировали процесс обучения в лабораторных условиях, используя два типа клеток: из нервной ткани и из почек. Эти клетки подвергались воздействию различных последовательностей химических сигналов, имитирующих работу нейромедиаторов в мозге при обучении. В ответ на эти сигналы в клетках активировался специфический «ген памяти». Этот же ген включается в нейронах при формировании новых воспоминаний, когда мозг обнаруживает закономерности в поступающей информации и перестраивает нейронные связи.
Чтобы отследить процесс запоминания и обучения, ученые модифицировали эти внемозговые клетки так, чтобы они вырабатывали светящийся белок. Этот белок сигнализировал о том, когда ген памяти был активен, а когда нет.
Клетки могли определять, когда химические импульсы, имитирующие всплески нейромедиаторов в мозге, повторялись, а не просто удлинялись. Точно так же нейроны в нашем мозге регистрируют, когда мы учимся с перерывами, а не «зубрим» весь материал за один присест. При подаче сигналов с интервалами активность «гена памяти» усиливалась и длилась дольше по сравнению с ситуацией, когда сигналы подавались непрерывно.
Способность к обучению с помощью интервального повторения, как оказалось, не уникальна для нейронов. Она может быть присуща всем клеткам. Полученные данные не только расширяют представления о механизмах памяти, но и открывают новые перспективы для биомедицинских исследований. В будущем для лечения болезней можно будет учитывать «память» органов. Например, поджелудочная железа может фиксировать, когда и что мы едим, чтобы регулировать уровень сахара в крови, а раковые клетки - «запоминать» схему лечения.