„Jei jis teisus, tai atradimas bus absoliučiai sudrebinantis žemę“: eksperimentas, kaip be jokių operacijų perkėlė vieno gyvūno atmintį kitam

Davido Glanzmano laboratorijos atradimai suteikia pagrindo manyti, kad kažkada ateityje RNR pagrindo terapijos leis sugrąžinti prarastus prisiminimus, o jeigu ši beprotiškai skambanti teorija pasitvirtins, mokymosi ir atminties tyrimų srityje kils tikra revoliucija.

„Tai ganėtinai sukrečiantis atradimas. Esmė tame, kad pirmą kartą pradedame šifruoti atminties saugojimo pagrindų abėcėlę“, – sakė SUNY Downstate medicinos centro neurologas ir atminties tyrėjas dr. Toddas Sacktoras.

Tyrimo rezultatus Kalifornijos universiteto mokslininkai publikavo žurnale „eNeuro“.

Natūralu, kad daugelis mokslininkų tyrimo rezultatus vertins labai atsargiai. Tyrimas buvo atliktas su sraigėmis – gyvūnai, kurie yra labai patogus tyrimų modelis neuromokslų srityje, tačiau sraigių atmintis veikia visai kitaip nei žmonių. Eksperimento rezultatus reikėtų replikuoti, taip pat naudojant gyvūnus su sudėtingesnėmis smegenimis. Be to, dabartiniai rezultatai yra sunkiai suderinami su milžinišku kiekiu įrodymų, pagrindžiančių įsitvirtinusią teoriją, kad prisiminimai saugomi tarp neuronų užsimezgančių skirtingo stiprumo ryšių (sinapsių) pavidalu.

„Jei jis teisus, tai atradimas bus absoliučiai sudrebinantis žemę. Tik kad aš nemanau, kad jis teisus“, – sakė Dublino (Airija) Trejybės koledžo profesorius asistentas Tomasas Ryanas, kurio laboratorija užsiima engramų (fizinių atminties pėdsakų) paieška.

D. Glanzmanas ir pats puikiai žino, kad jo darbas, visiškai negerbiantis tarpneuroninių jungčių teorijos, nebus priimtas išskleistomis rankomis. „Tikiuosi daug apstulbimo ir skeptiškumo. Nesitikiu, kad žmonės mane su džiaugsmu sutiks kitame Neuromokslų bendruomenės suvažiavime“, – aiškino tyrimo autorius.

D. Glanzmanu abejoja net jo kolegos. „Man prireikė daug laiko, kad įtikinčiau savo laboratorijos darbuotojus vykdyti šį eksperimentą. Jie galvojo, kad esu beprotis“, – sakė D. Glanzmanas.

Mokslininkas eksperimentų metu elektra nestipriai krėtė jūrinę sraigę Aplysia californica. Elektra purtytos sraigės ilgainiui išmoko naują gynybinę strategiją: pajutus prisilietimą jautrias savo žiaunas ir siurbtukus įtraukti beveik minutei. „Nemokytos“ sraigės žiaunas ir siurbtukus po prisilietimo įtraukdavo tik labai trumpam.

Tuomet mokslininkai iš elektra purtytų sraigių nervų sistemos paėmė ribonukleininės rūgšties (RNR) molekulių ir sušvirkštė jas nepurtytoms sraigėms. Pagrindinė RNR paskirtis organizme yra informacijos pernaša ląstelės viduje – jos perduoda giminingų DNR molekulių koduojamas baltymų gamybos instrukcijas. Sušvirkštus „mokytų“ sraigių RNR „nemokytoms“, šios po prisilietimo savo žiaunas ir siurbtukus taip pat pradėjo įtraukinėti ilgam. Kontrolinė sraigių grupė, kurioms buvo sušvirkšta „nemokytų“ sraigių RNR, tokios gynybinės strategijos neišmoko.

„Tai buvo tarsi atminties perdavimas“, – aiškino D. Glanzmanas.

Bet tuo mokslininko eksperimentai nesibaigė. Jis su kolegomis įrodė, kad Aplysia californica sensoriniai neuronai Petri lėkštelėse buvo jautresni, jeigu prieš tai buvo paveikti elektra purtytų sraigių DNR. Veikiant nepurtytų sraigių RNR molekulėmis neuronų jautrumas nepakito.

Anot D. Glanzmano, jo gauti rezultatai suteikia pagrindo manyti, kad prisiminimai gali būti saugomų neuronų branduoliuose, kur vykdoma RNR sintezė, vadinasi, prisiminimai taip pat turėtų pasižymėti gebėjimu įjungti arba išjungti DNR instrukcijų vykdymą. Mokslininkas teigė manęs, kad atminties saugojime dalyvauja epigenetiniai pokyčiai (nestiprūs cheminiai genetinių molekulių modifikavimai, keičiantys jų aktyvumą, o ne ryškūs DNR sekos pakeitimai), kuriuos lemia RNR.

Toks požiūris meta iššūkį neuromokslų srityje giliai įsišaknijusiam įsitikinimui, kad prisiminimai saugomi stiprinant tarpneuroninius ryšius per sinapses. D.Glanzmanas sinapsių pakitimus, vykstančius prisiminimų formavimosi metu, vertina tik kaip RNR pernešamos informacijos rezultatą.

„Ši idėja yra radikali ir tikrai meta iššūkį visai tyrimų sričiai“, – sakė Masačusetso technologijų instituto Picowerio atminties ir mokymosi institutui vadovaujanti neuromokslininkė Li-Huei Tsai. Neseniai didžiulę atminties formavimosi tyrimų apžvalgą vykdžiusi mokslininkė tvirtina, kad D.Glanmano gauti rezultatai yra „įspūdingi ir įdomūs“ ir pridūrė, kad keletas jos apžvelgtų tyrimų palaiko epigenetinių mechanizmų dalyvavimą atminties susidaryme, kuris veikiausiai yra labai sudėtingas, daugiapusis procesas. Tačiau L.Tsai visiškai nesutinka su D.Glanzmano teiginiu, kad tarpneuroninės sinapsinės jungtys nėra esminis atminties saugojimo elementas.

Atminties tyrimų srityje „pramušti“ revoliucines idėjas yra labai sunku, tvirtina dr. T. Sacktoras. Jis pats, nepaisydamas kitų mokslininkų skepticizmo, prieštaravimo ir pašaipų, 25 metus medžiojo vieną molekulę – PKMzeta – kuri, jo įsitikinimu, yra kritiškai svarbi ilgalaikės atminties susidarymui ir galbūt yra susijusi su RNR mechanizmais, kuriuos pastebėjo D. Glanzmanas.

Atminties tyrimus mokslininkai vertina labai rimtai, nes atmintis iš esmės lemia žmogaus savimonę, o daugelis specialistų mano, kad tokios svarbos klausimai jau dabar turėjo būti atsakyti. „Tai yra paskutinis iš didžiųjų XX a. biologijos klausimų. Dėl tam tikrų aspektų neuromokslininkams į jį labai sunku atsakyti“, – sakė dr. T. Sacktoras.

Visai gali būti, kad į sunkumų sieną buvo atsimušta būtent dėl per didelio dėmesio sinapsių stiprumui: publikuota apie 12 tūkst. mokslinių darbų apie sinapsinio ryšio stiprumą, tačiau juose nepateikiama pakankamai gero paaiškinimo, kaip saugomi atsiminimai, tvirtina T.Ryanas. Jis džiaugiasi, kad D. Glanzmanas atvėrė naują mokslinių tyrimų taką, kad ir kaip radikaliai jis šiuo metu beatrodytų.

„Esmė ta, kad apie atmintį mes žinome labai nedaug. Džiaugiuosi bet kokiais naujais keliais ir galimybėmis“, – sakė T. Ryanas.