Oamenii de ştiinţă descoperă că amintirile sunt stocate şi în alte părţi ale corpului, nu doar în creier

Ni s-a spus de multe ori că mai multe sesiuni scurte de învăţare sunt mai eficiente decât un maraton de studiu peste noapte. Această idee de bază – numită efectul de distanţare a semnalului – apare în mod repetat în cercetările despre memorie, potrivit Earth.com.

Iată însă răsturnarea de situaţie: semnele acestui efect de distanţare a memoriei nu se opresc la nivelul neuronilor din creier.

Un studiu de laborator surprinzător arată că distanţarea semnalelor chimice creşte atât puterea, cât şi „memoria” răspunsului în celulele umane obişnuite, nu doar în neuroni.

În plus, la fel ca în cazul memoriei stocate în neuronii creierului, şi în alte tipuri de celule umane modelul şi sincronizarea semnalelor contează. Răspunsurile celulare la semnalele emise în rafale distanţate durează mai mult, chiar şi atunci când intensitatea totală a semnalului este aceeaşi.

Acest studiu sugerează că aceleaşi „reguli ale învăţării” care se aplică elevilor în sala de clasă se aplică şi la nivel molecular – un concept incredibil, fără îndoială.

Semnale distanţate vs. semnale concentrate

Când oamenii de ştiinţă au expus celulele la un singur impuls puternic de semnal, gena reporter s-a aprins. Dar atunci când au aplicat mai multe impulsuri scurte, separate prin pauze de câteva minute – patru rafale rapide –, lumina a fost mai puternică şi a durat mai mult.

Efectul de distanţare a memoriei s-a menţinut indiferent dacă cercetătorii au folosit calea PKA, calea PKC sau ambele. Celulele nu „numărau” doar doza totală – ci „citeau” ritmul.

Acest comportament corespunde rezultatelor studiilor despre memorie realizate la animale şi oameni de mai bine de un secol.

„Acesta este efectul de distanţare în acţiune. Demonstrează că abilitatea de a învăţa prin repetiţie distanţată nu este unică pentru celulele creierului, ci, de fapt, ar putea fi o proprietate fundamentală a tuturor celulelor”, explică Nikolay V. Kukushkin, profesor asociat de ştiinţe ale vieţii la NYU Liberal Studies şi cercetător la Centrul pentru Ştiinţe Neurale al NYU.

Studiu după studiu arată că evenimentele bine temporizate pot genera schimbări mai durabile ale memoriei decât o expunere unică, prelungită. În celule, această „schimbare durabilă” se manifestă printr-o creştere mai îndelungată a activităţii genice.

Dacă asta sună ca „învăţare”, este pentru că, la nivel molecular, într-un fel chiar este. Învăţarea în neuroni depinde de unde de activitate care ajung la CREB, care apoi activează seturi de gene ce modifică comportamentul celulelor pentru ore sau chiar zile.

Implicaţii în lumea reală

De ce este important? Pentru ca această descoperire redefineşte complet „învăţarea” – nu doar că un proces al creierului, ci ca un principiu general prin care celulele procesează informaţii în timp.

Celulele nu sunt simple maşinării „pornit/oprit”; ele observă tipare – numărul impulsurilor, distanţa dintre ele – şi efectuează calcule bazate pe aceste tipare.

Această idee are aplicaţii practice. Cercetătorii şi medicii se concentrează adesea pe doza unui medicament. Doza contează, dar şi programul de administrare poate fi la fel de important.

În unele cazuri, cantităţi mai mici administrate în impulsuri pot determina celulele să genereze răspunsuri genetice mai puternice sau mai utile decât o doză mare unică. Sincronizarea devine, aşadar, un instrument de proiectare aplicabil în viaţa reală.

Distanţare, memorie şi celule umane

În concluzie, oamenii de ştiinţă au descoperit că patru impulsuri chimice scurte, dar distanţate corespunzător, declanşează o activare genetică mai puternică şi mai durabilă decât un singur impuls prelungit, în celulele umane.

Acest „efect de distanţare” corespunde unei activări mai mari şi de durată mai lungă a proteinelor ERK şi CREB – doi factori moleculari deja cunoscuţi pentru rolul lor crucial în memoria neuronală – iar blocarea ERK sau CREB elimină avantajul distanţării.

Distanţarea nu este doar un obicei de studiu. Este un principiu înscris în însăşi semnalizarea celulară. Când semnalele sosesc în rafale bine temporizate, celulele pot fixa un răspuns mai puternic şi mai de durată decât după un impuls unic concentrat.

„Învăţarea şi memoria sunt asociate, în general, doar cu creierul şi celulele nervoase, dar studiul nostru arată că şi alte celule din corp pot învăţa şi pot forma amintiri”, explică Nikolay V. Kukushkin, autorul principal al studiului de la Universitatea din New York.

Kukushkin şi echipa sa au demonstrat că trăsăturile caracteristice ale învăţării nu necesită un creier sau măcar un neuron – ele pot apărea din dinamica dependentă de timp a reţelelor de semnalizare pe care multe tipuri de celule le împărtăşesc.

Această perspectivă ar putea ajuta oamenii de ştiinţă să construiască modele mai bune ale memoriei, să conceapă programe mai inteligente de administrare a medicamentelor şi să exploreze „cogniţia celulară” ca principiu biologic general.

Studiul complet a fost publicat în revista Nature Communications.