Клітинна пам’ять: як клітини нашого тіла можуть навчатися та запам’ятовувати

Наш мозок — не єдине місце, де формуються спогади в нашому тілі. Дослідники Нью-Йоркського університету (NYU) виявили, що навчання через повторення може бути фундаментальним процесом для всіх клітин організму. Це також може пояснити, чому перерви під час навчання є таким ефективним інструментом.

“Навчання і пам’ять зазвичай асоціюються тільки з мозком і нервовими клітинами, але наше дослідження показує, що інші клітини в організмі також можуть навчатися і формувати спогади,” — пояснює нейробіолог Микола Кукушкін.

Глибше розуміння цього процесу може призвести до створення більш ефективних методів лікування проблем з навчанням і пам’яттю, зазначає Кукушкін.

Багато людей знають з досвіду, що зубріння перед іспитами не створює надійних довготривалих спогадів. Багаторазові цикли хімічної активності під час повторюваних дій сприяють процесу формування пам’яті в наших нейронах, що призводить до сильніших спогадів. Це явище називається ефектом масового і розподіленого навчання, який зберігається у всіх тварин як на клітинному, так і на поведінковому рівні.

Піддаючи нервові та ниркові клітини аналогічним хімічним патернам у лабораторії, Кукушкін і його колеги вперше показали, що ці тканини також відчувають ефект масового і розподіленого навчання. Гени, пов’язані з формуванням пам’яті у нейронах, також були активовані в цих клітинах, що було підтверджено за допомогою біопродукту експресії генів — люциферази.

“Здатність навчатися через розподілене повторення — це не унікальна властивість мозкових клітин, а, скоріше, фундаментальна властивість усіх клітин,” — пояснює Кукушкін.

Як нервові, так і ниркові клітини реагували залежно від кількості раундів обробки протеїнкіназами A і C (PKA та PKC). Ці хімічні “тренувальні імпульси” є відомими компонентами сигнальних каскадів, що формують пам’ять.

“Тривалість трьоххвилинного імпульсу включала ‘ген пам’яті’ лише на годину-дві, а чотири імпульси активували його сильніше та на кілька днів,” — пише Кукушкін для Psychology Today.

Реакції клітин також залежали від часу між імпульсами. Ці фактори впливали на те, наскільки сильно активувалися молекули, що формують пам’ять, і на скільки довго — саме як у наших нейронах.

“Пам’ять існує не лише в мозку, а й по всьому тілу, і ця ‘тілесна пам’ять’ може відігравати роль у здоров’ї та хворобах,” — зазначає Кукушкін.

Ще багато потрібно дізнатися про те, як це працює в організмі людини. Попередні дослідження показали, що підвищена взаємодія між PKA та ферментами під назвою позаклітинні сигнально-регульовані кінази у морських зайцях (Aplysia) не лише покращувала навчання, а й могла відновлювати дефіцити навчання.

“Нам потрібно ставитися до свого тіла так, як до мозку,” — рекомендує Кукушкін. “Наприклад, враховувати, що пам’ятає наша підшлункова залоза про схему наших попередніх прийомів їжі, щоб підтримувати здоровий рівень глюкози в крові, або що пам’ятає ракова клітина про схему хіміотерапії.”