Клітини поза межами мозку здатні вчитися: що зафіксували вчені

Дослідники з Нью-Йоркського університету (NYU) вперше виявили ознаки навчання і пам’яті у клітин, не пов’язаних із центральною нервовою системою. В експериментах із клітинами нирок та нейробластоми, вони зафіксували класичний ефект масованого простору. Це фундаментальний принцип збереження інформації, який досі вважався винятковою властивістю нейронів.

Про результати дослідження, опублікованого в Nature Communications, розповів співавтор роботи, доцент кафедри біології Нью-Йоркського університету Микола Кукушкін у коментарі для IFLScience. За його словами, клітини за межами мозку здатні реагувати на послідовні сигнали так, ніби “запам’ятовують” попередній досвід. 

Щоб це виявити вчені в лабораторних умовах змоделювали інформаційні сигнали у вигляді імпульсів, які імітують зовнішній вплив: солі, вода, поживні речовини. Клітини були генетично модифіковані таким чином, щоб синтезувати флуоресцентний білок у відповідь на активацію гена, пов’язаного з пам’яттю.

ВАС ЗАЦІКАВИТЬ

Вчені відзняли на відео, як клітини формують серце в ембріоні

Коли клітинам подавали серію коротких сигналів із паузами, активація даного гена була значно сильнішою, ніж після одного довгого сигналу. Цей ефект, який добре відомий у нейропсихології, є ефектом масованого простору – це ключовий механізм запам’ятовування у людини.

Кукушкін наголошує: це відкриття може мати ширші наслідки. Якщо всі клітини тіла мають базову здатність “запам’ятовувати” повторювані патерни, це відкриває нові підходи до терапії, зокрема в онкології. Наприклад, графік введення хіміопрепаратів може бути адаптований не лише до фізіології пацієнта, а й до клітинної чутливості до сигналів. Це важливо для того, щоб ракові клітини ефективніше реагували на менші дози ліків. Подібний принцип може працювати і в харчуванні або спортивній медицині, припускає дослідник.

Наразі вчені планують поширити експерименти на цілі організми, зокрема морських слимаків виду Aplysia, які вже використовувалися в інших нейробіологічних дослідженнях пам’яті. Це дозволить краще зрозуміти, як клітинна пам’ять працює на рівні організму і як її можна контролювати.

Раніше британські дослідники за допомогою 3D-зйомки вперше в реальному часі зафіксували, як ембріональні клітини формують серце. Виявилося, що клітинна міграція, яка здавалась хаотичною, насправді керується чіткими внутрішніми механізмами. Це вказує на здатність клітин реагувати на складні патерни та взаємодії ще на ранніх етапах розвитку.