Учени успяха да прехвърлят „спомени“ между охлюви

През 2018 г. учените постигат нещо, което и днес звучи невероятно: те „трансплантират“ спомени от един охлюв на друг. Само по себе си това е зебележително изследване, но то е и част от една много по-голяма история – дългогодишния стремеж на хората да разберат какво точно представлява паметта и как работи. Първо обаче –

Как е проведено изследването

Въпросните охлюви не са обикновени от градината, ами големи морски коремоноги от рода Калифорнийска аплизия (Aplysia californica), наричан също морски заек. На снимката един от тях пуска мастило във водата.

На пръв поглед не е очевидно защо екипът избира точно охлюви за тези експерименти. В действителност обаче има някои поразителни прилики между нервните системи на охлювите и човека – макар че на охлювите има значително по-малко неврони от нашата. Поради това те са много полезен моделен организъм за изучаване не само на паметта, но и на други аспекти на неврологията.

Изследователският екип, ръководен от д-р Дейвид Гланцман от Калифорнийския университет в Лос Анджелис, започва да обучава охлювите с поредица от леки електрически шокове по опашките им. Това засилва рефлекса им за прибиране, който е реакция на стрес и опасност, и не след дълго простото докосване на охлювите на същото място вече става достатъчно, за да провокира този рефлекс. Така обучените охлюви се прибират за средно 50 секунди, докато необучените се свиват само за 1 секунда.

И сега ида моментът учените да проверят дали тази дресура – споменът за получените шокове – може да се пренесе от един индивид на друг.

За да проверят това, те извличат РНК от нервната система на обучени и необучени охлюви и я инжектират всяка в противоположната група, така че необучените охлюви получават РНК от охлюви, които са обучени с електрически шокове и обратното.

Освен това е проведен подобен експеримент и с невронни клетки от охлювите.

Резултатите

Експериментът сработва! Инжектирането на РНК от едните на другите охлюви е било достатъчно, за да ги накара да проявят съответното поведение.

„Сякаш прехвърлихме паметта им“, казва Гланцман в изявление.

Охлювите, които получили РНК от обучените, проявили защитно свиване, което продължило средно 40 секунди, въпреки че самите те никога не са били шокирани.

Експериментът с невронните клетки пък показва как третирането с РНК от обучени охлюви кара култивираните сензорни неврони от необучени да станат по-възбудими – това е, което всъщност се случва в невроните на охлювите, когато те получат електрически шок.

И в двата случая контролната РНК не е имала ефект, което показва, че не самата процедура е причината за тези резултати.

Какво означава този резултат?

Сред невробиолозите отдавна съществува конфликт относно това какво точно представлява паметта. Повече от 100 години учените се занимават с търсенето на енграмата – понятие, предложено за първи път от Ричард Сермон, което описва физическата следа от паметта в мозъка.

В продължение на много години доминиращата теория гласеше, че дългосрочната памет се основава на синаптични връзки, които се укрепват с течение на времето, тъй като се активират многократно – процес, наречен дългосрочно потенциране.

Гланцман обаче е привърженик на алтернативна теория, според която дългосрочната памет е кодирана в серия от модификации на ДНК на животните, известни като епигенетични промени. И резултатите от експеримента с охлюва определено изглеждаха в подкрепа на тази гледна точка.

„Ако спомените се съхраняваха в синапсите, нямаше как експериментът ни да се получи“, казва тогава Гланцман.

След трансплантацията на паметта между охлювите са предложени други, още по-радикални теории. Британският учен д-р Бен Гулт говори пред IFLScience през 2021 г. за своята теория MeshCODE, според която паметта работи чрез серия от протеинови превключватели, подобно на стар механичен компютър. Изследванията на Гулт продължават и екипът му едва е докоснал повърхността на възможните приложения.

Други изследователи пък доразвиват синаптичния модел, като предлагат спомените да се съхраняват в самите мембрани на нашите неврони, където те се срещат в синапси. Друго смело предложение, представено по-рано тази година, предполага, че електрическите полета в мозъка могат да накарат клетките да се сглобят в енграми – хипотеза, наречена цитоелектрическа връзка.

* * *

Пет години след експеримента с пренасянето на паметта от охлюва все още има много отворени въпроси, а паметта остава динамична област на изследване. Наскоро Гланцман изказа предположението, че дългосрочната памет вероятно разчита на комбинация от синаптична пластичност и промени в ДНК за по-трайно съхранение.

Изследванията ще продължат да разнищват тази мистерия, но едно е сигурно: нямаше да сме там, където сме днес, без помощта на няколко много специални морски охлюви.