- 19,465
- 40
- 8 Ноя 2022
Стукни по инфузории один раз — она забудет. Стукни четыре — она запомнит на сутки.
<article> В 1983 году, на сцене Каролинского института в Стокгольме, пожилая генетик Барбара Мак-Клинток принимала Нобелевскую медаль за открытие, к которому шла десятилетиями. Публичность была ей чужда — она сторонилась внимания, вела уединённую жизнь. Но церемония обязывала к речи. Говорила с паузами, вспоминая, как много лет назад обнаружила, что участки ДНК могут перескакивать по геному. И вдруг, будто увлёкшись воспоминаниями, произнесла: «А что знает клетка о себе?»
В зале наступила тишина. Этот вопрос звучал скорее как философское размышление, нежели как научное заключение. Но для Мак-Клинток он был не отвлечённым. Она вспоминала, как клетки растений в её экспериментах реагировали на необычные воздействия не механически, а будто раздумывая. Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся , что растительные организмы адаптировались к изменениям неожиданным образом, и считала: по-настоящему понять, что чувствует клетка, смогут лишь будущие исследователи.
Спустя сорок лет этот вопрос становится предметом активных исследований. Учёные по всему миру пытаются выяснить: способна ли отдельная клетка не только реагировать, но и запоминать? Возможно ли, что даже в отсутствие нервной системы у неё есть своя, вполне осязаемая, молекулярная память?
В конце 2023 года журнал Nature Communications опубликовал статью нейробиолога Николая Кукушкина и его научного руководителя Томаса Кэрю из Нью-Йоркского университета. Они продемонстрировали, что обычные почечные клетки, выращенные в лаборатории, способны «распознавать» повторяющиеся химические стимулы. Более того, они реагировали на них так же, как многоклеточные организмы с полноценной нервной системой — формируя устойчивый отклик на ритмические сигналы. До сих пор считалось, что такое поведение возможно лишь при участии мозга. Но эти данные меняют картину: оказывается, даже одиночная клетка может сохранять информацию о прошлом.
Кукушкин не единственный, кто работает в этом направлении. Постепенно формируется новое научное поле — изучение внецентральной памяти. Его участники называют своё направление aneural cognition — «познание без нейронов». Это не образное выражение, а допущение, что процессы, ассоциируемые с разумом, могут быть встроены в фундаментальные молекулярные механизмы.
Классическая нейронаука связывала память с пластичностью синапсов — способностью нейронов укреплять связи при повторной активации. Формула «вместе активировались — связались навсегда» на протяжении почти века служила основой для объяснения запоминания. Но если одиночная клетка, не имеющая синапсов, тоже способна сохранять отпечатки прошлого, значит, механизм гораздо более универсален.
Эволюционно это оправдано: способность извлекать уроки из опыта повышает выживаемость не только у животных, но и у бактерий, простейших и даже тканевых клеток. «Память — это базовый инструмент адаптации, — объясняет Сэм Гершман, когнитивист из Гарварда. — И она появилась задолго до самого понятия мозга».
Слизевики оставляют за собой химические следы, чтобы не возвращаться в исследованные области. Бактерии, двигаясь по градиенту питательных веществ, сравнивают текущую ситуацию с предыдущими. Именно эти простейшие формы «запоминания» вдохновили Гершмана на создание лаборатории, где он изучает поведение инфузории Sten<span class="vpn-highlight" title="Использование VPN может нарушать законодательство РФ">tor</span> coeruleus — существа, больше похожего на растение, чем на объект когнитивной науки.
Уже в 1906 году зоолог Герберт Спенсер Дженнингс предположил, что даже самые примитивные организмы не всегда действуют по шаблону. Он наблюдал за инфузориями Stentor roeselii — одиночными клетками, прикрепляющимися к поверхности и создающими ток воды с помощью ресничек для захвата пищи. В Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся Дженнингс воздействовал на них струёй красителя и фиксировал реакции. Сначала клетки изгибались, затем пытались выталкивать поток, а если это не помогало — резко сжимались, втягивая тело. Он назвал эту последовательность «поведением избегания».
В одном из тестов, сделав паузу между раздражениями, Дженнингс задался вопросом: повторят ли инфузории прежнюю цепочку или изменят реакцию? Некоторые действительно сразу втягивались, минуя промежуточные шаги. А после нескольких повторений — вовсе отрывались от поверхности и уплывали. Это напоминало простейшее обучение — формирование опыта и изменение поведения.
Однако научное сообщество тех лет не приняло такую интерпретацию. Господствовала идея, что простейшие движимы исключительно «тропизмами» — автоматическими ответами на стимулы. Со временем работы Дженнингса забыли, а его выводы признали ошибочными.
Лишь в 2010-х группа учёных во главе с математиком и биологом Джереми Гунаварденой решила пересмотреть эти эксперименты. Они выяснили, что единственная попытка воспроизведения была проведена на другом виде инфузорий — S. coeruleus, а не S. roeselii. Исправив методику, в 2019 году команда Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся в Current Biology, подтвердившую: S. roeselii действительно меняет поведение в зависимости от предшествующего раздражения. Эта клетка буквально «меняет мнение» — простая, но настоящая память.
Подобные открытия возвращают интерес и к другим забытым фигурам. Так, Беатрис Гелбер, покинувшая Чикагский университет в 1960-х, утверждала, что обучила парамеций ассоциативному поведению: те начали связывать появление металлической проволоки с кормлением. Её работы тщательно спланированы, но были отвергнуты как ненаучные. Сегодня Гунавардена считает, что она была исключена из академического канона несправедливо.
Если же отдельные клетки действительно обладают памятью, встаёт другой вопрос: сохранился ли этот механизм в нашем организме? Ведь все человеческие клетки — потомки свободноживущих эукариот. Эта древняя наследственность продолжает определять их поведение. Кукушкин считает: клеточная память — это телесный отклик на закономерности среды.
Он говорит не о воспоминаниях как образах, а о ритмах химических сигналов: солей, гормонов, медиаторов. Мир клетки — это пульсирующие потоки молекул. Воздействия, приходящие с определённой частотой, формируют цепочки Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся реакций, изменяющих будущие отклики. И если стимулы повторяются, клетка реагирует иначе — это и есть её память.
Чтобы проверить гипотезу, Кукушкин с коллегами воспроизвели в лаборатории принцип распределённого повторения, описанный ещё Эббингаузом: материал запоминается лучше, если повторять его с паузами. Учёные модифицировали почечные клетки и незрелые нейроны, чтобы те светились при активации гена CRE. Подавая стимулы с разной периодичностью, они отслеживали длительность свечения. При непрерывном воздействии сигнал держался несколько часов. А при четырёх коротких импульсах с десятиминутными интервалами — более суток. Вывод: клетка «запоминала» ритм.
Результаты показали: Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся различать временные шаблоны и оставлять устойчивый след. Чем регулярнее сигналы, тем прочнее реакция.
Это кажется естественным: ритмичные воздействия говорят о стабильной среде, которую стоит запомнить. А редкий стимул — случайность, не заслуживающая внимания. «Если мир слишком быстро меняется, лучше забывать, — замечает Гершман. — Иначе знания быстро устареют».
Память — это не только мысль. Это и шрам, и вакцина, и строка на бумаге. Даже отпечаток на песке — уже след. Если он влияет на поведение, значит, он значим.
Именно такой подход предлагает Кукушкин: память как молекулярный след, универсальный для всех форм жизни. По его мнению, запоминание — это не исключение, а правило. И главный вопрос сегодня — не «умеют ли клетки помнить», а «когда именно они забывают».
Конечно, определение памяти остаётся спорным. В поведенческой науке ею называют изменение реакции после опыта. Но если отклик невозможно зафиксировать, как быть? Например, если нейрон активировался, но не вызвал движения. Значит ли это, что память отсутствует?
Это вопрос измерения. Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся разной: от сдвига биохимических процессов до изменений в генетике. Если понимать её как отпечаток в структуре, становится очевидно: она есть не только у людей, но и у клеток. И то, что долго считалось маргинальным, возвращается в научный мейнстрим. Как будто сама наука, вспоминая забытое, тоже обретает память.
</article>
<article> В 1983 году, на сцене Каролинского института в Стокгольме, пожилая генетик Барбара Мак-Клинток принимала Нобелевскую медаль за открытие, к которому шла десятилетиями. Публичность была ей чужда — она сторонилась внимания, вела уединённую жизнь. Но церемония обязывала к речи. Говорила с паузами, вспоминая, как много лет назад обнаружила, что участки ДНК могут перескакивать по геному. И вдруг, будто увлёкшись воспоминаниями, произнесла: «А что знает клетка о себе?»
В зале наступила тишина. Этот вопрос звучал скорее как философское размышление, нежели как научное заключение. Но для Мак-Клинток он был не отвлечённым. Она вспоминала, как клетки растений в её экспериментах реагировали на необычные воздействия не механически, а будто раздумывая. Для просмотра ссылки Войди
Спустя сорок лет этот вопрос становится предметом активных исследований. Учёные по всему миру пытаются выяснить: способна ли отдельная клетка не только реагировать, но и запоминать? Возможно ли, что даже в отсутствие нервной системы у неё есть своя, вполне осязаемая, молекулярная память?
В конце 2023 года журнал Nature Communications опубликовал статью нейробиолога Николая Кукушкина и его научного руководителя Томаса Кэрю из Нью-Йоркского университета. Они продемонстрировали, что обычные почечные клетки, выращенные в лаборатории, способны «распознавать» повторяющиеся химические стимулы. Более того, они реагировали на них так же, как многоклеточные организмы с полноценной нервной системой — формируя устойчивый отклик на ритмические сигналы. До сих пор считалось, что такое поведение возможно лишь при участии мозга. Но эти данные меняют картину: оказывается, даже одиночная клетка может сохранять информацию о прошлом.
Кукушкин не единственный, кто работает в этом направлении. Постепенно формируется новое научное поле — изучение внецентральной памяти. Его участники называют своё направление aneural cognition — «познание без нейронов». Это не образное выражение, а допущение, что процессы, ассоциируемые с разумом, могут быть встроены в фундаментальные молекулярные механизмы.
Классическая нейронаука связывала память с пластичностью синапсов — способностью нейронов укреплять связи при повторной активации. Формула «вместе активировались — связались навсегда» на протяжении почти века служила основой для объяснения запоминания. Но если одиночная клетка, не имеющая синапсов, тоже способна сохранять отпечатки прошлого, значит, механизм гораздо более универсален.
Эволюционно это оправдано: способность извлекать уроки из опыта повышает выживаемость не только у животных, но и у бактерий, простейших и даже тканевых клеток. «Память — это базовый инструмент адаптации, — объясняет Сэм Гершман, когнитивист из Гарварда. — И она появилась задолго до самого понятия мозга».
Слизевики оставляют за собой химические следы, чтобы не возвращаться в исследованные области. Бактерии, двигаясь по градиенту питательных веществ, сравнивают текущую ситуацию с предыдущими. Именно эти простейшие формы «запоминания» вдохновили Гершмана на создание лаборатории, где он изучает поведение инфузории Sten<span class="vpn-highlight" title="Использование VPN может нарушать законодательство РФ">tor</span> coeruleus — существа, больше похожего на растение, чем на объект когнитивной науки.
Уже в 1906 году зоолог Герберт Спенсер Дженнингс предположил, что даже самые примитивные организмы не всегда действуют по шаблону. Он наблюдал за инфузориями Stentor roeselii — одиночными клетками, прикрепляющимися к поверхности и создающими ток воды с помощью ресничек для захвата пищи. В Для просмотра ссылки Войди
В одном из тестов, сделав паузу между раздражениями, Дженнингс задался вопросом: повторят ли инфузории прежнюю цепочку или изменят реакцию? Некоторые действительно сразу втягивались, минуя промежуточные шаги. А после нескольких повторений — вовсе отрывались от поверхности и уплывали. Это напоминало простейшее обучение — формирование опыта и изменение поведения.
Однако научное сообщество тех лет не приняло такую интерпретацию. Господствовала идея, что простейшие движимы исключительно «тропизмами» — автоматическими ответами на стимулы. Со временем работы Дженнингса забыли, а его выводы признали ошибочными.
Лишь в 2010-х группа учёных во главе с математиком и биологом Джереми Гунаварденой решила пересмотреть эти эксперименты. Они выяснили, что единственная попытка воспроизведения была проведена на другом виде инфузорий — S. coeruleus, а не S. roeselii. Исправив методику, в 2019 году команда Для просмотра ссылки Войди
Подобные открытия возвращают интерес и к другим забытым фигурам. Так, Беатрис Гелбер, покинувшая Чикагский университет в 1960-х, утверждала, что обучила парамеций ассоциативному поведению: те начали связывать появление металлической проволоки с кормлением. Её работы тщательно спланированы, но были отвергнуты как ненаучные. Сегодня Гунавардена считает, что она была исключена из академического канона несправедливо.
Если же отдельные клетки действительно обладают памятью, встаёт другой вопрос: сохранился ли этот механизм в нашем организме? Ведь все человеческие клетки — потомки свободноживущих эукариот. Эта древняя наследственность продолжает определять их поведение. Кукушкин считает: клеточная память — это телесный отклик на закономерности среды.
Он говорит не о воспоминаниях как образах, а о ритмах химических сигналов: солей, гормонов, медиаторов. Мир клетки — это пульсирующие потоки молекул. Воздействия, приходящие с определённой частотой, формируют цепочки Для просмотра ссылки Войди
Чтобы проверить гипотезу, Кукушкин с коллегами воспроизвели в лаборатории принцип распределённого повторения, описанный ещё Эббингаузом: материал запоминается лучше, если повторять его с паузами. Учёные модифицировали почечные клетки и незрелые нейроны, чтобы те светились при активации гена CRE. Подавая стимулы с разной периодичностью, они отслеживали длительность свечения. При непрерывном воздействии сигнал держался несколько часов. А при четырёх коротких импульсах с десятиминутными интервалами — более суток. Вывод: клетка «запоминала» ритм.
Результаты показали: Для просмотра ссылки Войди
Это кажется естественным: ритмичные воздействия говорят о стабильной среде, которую стоит запомнить. А редкий стимул — случайность, не заслуживающая внимания. «Если мир слишком быстро меняется, лучше забывать, — замечает Гершман. — Иначе знания быстро устареют».
Память — это не только мысль. Это и шрам, и вакцина, и строка на бумаге. Даже отпечаток на песке — уже след. Если он влияет на поведение, значит, он значим.
Именно такой подход предлагает Кукушкин: память как молекулярный след, универсальный для всех форм жизни. По его мнению, запоминание — это не исключение, а правило. И главный вопрос сегодня — не «умеют ли клетки помнить», а «когда именно они забывают».
Конечно, определение памяти остаётся спорным. В поведенческой науке ею называют изменение реакции после опыта. Но если отклик невозможно зафиксировать, как быть? Например, если нейрон активировался, но не вызвал движения. Значит ли это, что память отсутствует?
Это вопрос измерения. Для просмотра ссылки Войди
</article>
- Источник новости
- www.securitylab.ru
