Наш мозг — не единственное место в нашем теле, где формируются воспоминания. Исследователи Нью-Йоркского университета (NYU) обнаружили, что обучение посредством повторения может быть основополагающим для всех наших клеток. Этот процесс также может помочь объяснить, почему перерывы являются таким мощным инструментом обучения. Это исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
«Обучение и память обычно связаны только с мозгом и мозговыми клетками, но наше исследование показывает, что другие клетки организма также могут учиться и формировать воспоминания», — говорит нейробиолог Николай Кукушкин.
Кукушкин объясняет, что лучшее понимание того, как работает этот процесс, может привести к более эффективному лечению проблем с обучением и памятью.
Многие на собственном горьком опыте узнают, что зубрежка перед экзаменами не создает самых надежных или долгосрочных воспоминаний. Многократные циклы химической активности посредством повторяющегося поведения — это то, что запускает процесс формирования памяти среди наших нейронов, кодируя все более сильные воспоминания. Это явление называется эффектом массового пространства и в высокой степени сохраняется у всех животных как на клеточном, так и на поведенческом уровне.
Подвергая немозговые нервные клетки и клетки почек воздействию схожих химических паттернов в лабораторных условиях, Кукушкин и его коллеги впервые показали, что эти ткани также испытывают эффект массового пространства. Гены, связанные с формированием памяти в нейронах, также, по-видимому, активировались в этих клетках, основываясь на измерениях побочного продукта экспрессии генов, называемого люциферазой.
«Способность обучаться посредством интервального повторения свойственна не только клеткам мозга, но, по сути, может быть фундаментальным свойством всех клеток», — объясняет Кукушкин.
То, как реагировали нервные и почечные клетки, зависело от количества раундов протеинкиназ A и C (PKA и PKC), которыми они были обработаны. Эти химические «тренировочные импульсы» являются известными компонентами сигнальных каскадов формирования памяти.
«Трехминутный импульс действительно включил «ген памяти», но только на час или два, тогда как после четырех импульсов ген включился сильнее и оставался включенным в течение нескольких дней», — пишет Кукушкин.
Реакции клеток также зависели от времени между импульсами. Эти факторы варьировали, насколько сильно активировались формирующие память молекулы и как долго – что именно происходит с нашими нейронами.
«Память существует не только в мозге, но и во всем нашем теле, и эта «телесная память» может играть роль в здоровье и болезнях», — пишет Кукушкин.
Еще многое предстоит узнать о том, как все это работает внутри человеческого тела. Ранее исследователи обнаружили, что усиление взаимодействия между PKA и ферментами, называемыми внеклеточными сигнально-регулируемыми киназами у морских зайцев (Aplysia) — животных, которых обычно используют для изучения поведения нейронов — не только улучшает обучение, но и может исправить дефицит обучения.
«Нам нужно будет относиться к нашему телу больше как к мозгу», — поясняет Кукушкин. «Например, подумайте, что наша поджелудочная железа помнит о схеме наших прошлых приемов пищи, чтобы поддерживать здоровый уровень глюкозы в крови, или подумайте, что раковая клетка помнит о схеме химиотерапии».
