Pamćenje postoji izvan mozga? Znanstvenici otkrili da i druge stanice mogu ‘učiti’

Zaboravite sve što ste mislili da znate o učenju i memoriji. Nova studija znanstvenika sa Sveučilišta u New Yorku (NYU) sugerira da sposobnost “učenja” nije rezervirana isključivo za neurone. Prema rezultatima objavljenima u studenom 2024., i obične tjelesne stanice, poput onih u bubrezima, mogu prepoznavati obrasce i reagirati na njih, kao da imaju neku vrstu memorije.

“Otkrili smo da i stanice koje nisu neuronske mogu pohraniti informacije i razlikovati vrlo suptilne razlike među signalima,” rekao je za IFLScience voditelj istraživanja dr. Nikolay Kukushkin, profesor biologije na NYU-u.

Zajedno s profesorom Thomasom Carewom i timom kolega, Kukushkin je proveo niz pokusa koristeći dvije ljudske stanične linije. Njihov cilj bio je jednostavan, ali ambiciozan: testirati mogu li stanice koje nisu dio živčanog sustava pokazivati oblike učenja slične onima koje su inače zabilježene kod mozga.

Eksperimenti koji mijenjaju paradigmu

U laboratorijskim uvjetima, znanstvenici su modificirali stanice kako bi proizvodile fluorescentni protein kada se aktivira određeni gen povezan s memorijom u mozgu. Potom su ih izložili nizu pažljivo raspoređenih signala, nalik onome što bi te stanice inače doživljavale u tijelu: protok vode, prisutnost soli, hranjive tvari ili komunikacijske molekule iz susjednih stanica.

Rezultat? Stanice su pokazivale pojačanu reakciju kad su signali dolazili u razmacima, nego kad su bili zgusnuti u jednom dugom naletu. To je, u svijetu neuroznanosti, poznato kao “massed-space efekt”, princip koji već stoljećima znamo da poboljšava pamćenje kod ljudi.

“Ako učite za ispit,” objašnjava Kukushkin, “isto gradivo pamtit ćete bolje ako ga učite u razmacima, nego ako sve nabubate odjednom. To vrijedi za ljude, za životinje, za neuronske kulture, ali ovo je prvi put da je zabilježeno kod stanica koje nisu dio živčanog sustava.”

Učenje kao univerzalna biološka osobina?

Ono što ovu studiju čini posebno intrigantnom jest zaključak da “učenje” možda nije funkcija mozga, već osnovna biološka značajka svih stanica. Prema Kukushkinu, svaka stanica u tijelu konstantno obrađuje tisuće signala koji dolaze u određenim vremenskim rasporedima, i moguće je da upravo ti obrasci određuju način na koji tijelo reagira na različite podražaje.

“Naš cijeli organizam možda prati sve što radimo i kada to radimo, što jedemo, kada vježbamo, kada uzimamo lijekove. Sve to zajedno tvori obrazac koji stanice mogu prepoznati,” tvrdi Kukushkin.

Ova ideja otvara vrata sasvim novom pristupu u medicini. Ako stanice “pamte” obrasce, mogli bismo primjerice naučiti stanice raka da bolje reagiraju na terapiju jednostavnim podešavanjem vremenskog rasporeda davanja lijekova. Ne bi bilo potrebno pojačavati doze, već bi se samo promijenio ritam primjene.

Posljedice za prehranu i metabolizam?

Zanimljivo je i pitanje može li sličan princip funkcionirati u kontekstu prehrane. Kukushkin spekulira da redoslijed unosa hranjivih tvari i razmak između obroka možda igraju veću ulogu nego što mislimo.

“Možda nije svejedno kada pojedemo određenu hranu, nego baš kojim redoslijedom i u kojim intervalima. To bi moglo utjecati na način na koji probavljamo hranu, skladištimo masnoće, pa čak i kako reagiramo na dijete.”

Iako je većina ovih implikacija još uvijek u domeni teorije, znanstveni tim već ima plan za sljedeći korak: proučiti učinke istih signala u cijelom organizmu, počevši s morskim puževima vrste Aplysia, dugogodišnjim modelom u istraživanjima memorije.

“Radio sam s Aplysiama,” prisjetio se Kukushkin. “Lakše mi je zamisliti da je memorija puža slična memoriji bubrežne stanice, nego da je to isto kao ljudsko sjećanje. No znamo da sve te memorije proizlaze iz istog biološkog sustava, da su evolucijski povezane i da koriste iste mehanizme.”

Ako se daljnja istraživanja potvrde, mogli bismo biti na pragu radikalne promjene u razumijevanju biologije pamćenja, ne samo u mozgu, nego u svakom kutku našeg tijela.