Наше тело — это… большой мозг: эксперимент русского ученого может совершить революцию в медицине
С самого детства каждый из нас усвоил аксиому: память — это исключительная функция мозга. Воспоминания, навыки, знания — все это надежно (не всегда, правда) хранится в извилинах нашего главного органа. Но что, если эта картина неполная?
Новое исследование русского ученого Николая Кукушкина заставляет усомниться в исключительности головного мозга. Напротив, получены доказательства, что сама основа нашего тела — клетки — может обладать своими формами памяти.
В XIX веке немецкий психолог Герман Эббингауз открыл феномен, известный как «эффект интервала». Он выяснил, что информация запоминается намного лучше, если ее повторять с перерывами, а не заучивать единым массивом. Этот принцип, лежащий в основе современных техник обучения, всегда считался прерогативой нейронных сетей. Его наблюдали у людей, животных, даже у морских слизней — и всегда в контексте работы нервной системы.
Команда исследователей из Нью-Йоркского университета под руководством Николая Кукушкина, ученого русского происхождения, задалась поистине революционным вопросом. А применим ли эффект интервала за пределами мозга? Чтобы проверить свое предположение, специалисты провели эксперимент, который запросто можно назвать изящным.
Ученые взяли два типа человеческих клеток: одни из нервной ткани, а другие — из почечной, то есть изначально не имеющие отношения к нервной системе. Клетки были генетически модифицированы – в них встроили «ген памяти», который активировался белком CREB и подавал световой сигнал.

Ученый подает химические сигналы ненейронным клеткам, выращенным в чашках Петри
Тут следует сделать пояснение. CREB — это своего рода молекулярный переключатель, критически важный для формирования долговременной памяти в нейронах. Но самое главное — он присутствует практически в каждой клетке организма.
Исследователи начали «обучать» эти клетки, подвергая их коротким трехминутным импульсам химических веществ, имитирующих сигналы обучения в мозге. Суть была в ритме: в одном случае импульсы подавались с интервалами, в другом – подряд, без пауз.
Результат оказался потрясающим. Клетки, получавшие стимуляцию с перерывами, начинали светиться ярче и дольше. Их «ген памяти» оставался активным в течение нескольких часов после «урока». Особенно сильный эффект наблюдался при интервале в десять минут. А вот когда те же самые импульсы подавались скопом, свечение быстро угасало. Клетки явно предпочитали распределенное обучение зубрежке.
В одном из опытов клетки, получившие четыре импульса с интервалом в 24 часа, продемонстрировали в 2,8 раза более сильную активацию гена памяти, чем те, что получили один длинный сигнал. Клетки не просто реагировали на химию – они распознавали ритм подачи сигналов, разницу между одиночными ударами и сплошным потоком. Они буквально запоминали, когда и в каком порядке приходили стимулы.
— пояснил Кукушкин.
Самое поразительное, что результаты были абсолютно идентичны как для нервных, так и для почечных клеток. Это означало, что открытое явление — это не специализация нейронов, а фундаментальное свойство живой материи.
— заявил Кукушкин в интервью IFLScience.
Открытие русского ученого ведет к сенсационному выводу: для памяти в ее базовой форме мозг не нужен! Память может быть универсальным биологическим процессом, способом, которым клетки обнаруживают и сохраняют закономерности во времени в окружающей среде. Неважно, кто или что так делает: нейронная сеть, кровь или почечная ткань.

Николай Кукушкин — выпускник Санкт-Петербургского государственного университета
Разумеется, это не значит, что клетки вашей печени или кожи помнят стихотворение Пушкина или первый поцелуй. Но они, похоже, улавливают повторяющиеся схемы и в следующий раз реагируют иначе. Они «запоминают» предыдущий опыт на молекулярном уровне. Некоторые молекулярные переключатели, вроде CREB, остаются измененными даже спустя 24 часа, заставляя клетку «помнить», как ее стимулировали ранее.
Это открытие находит неожиданное подтверждение в реальной жизни, а именно в феномене «клеточной памяти» донорских органов. Известны случаи, когда пациенты, перенесшие трансплантацию сердца или почки, начинали испытывать необъяснимые изменения: новые вкусовые предпочтения, нехарактерные эмоции или даже смутные обрывки воспоминаний, которые, как выяснялось, были свойственны донору.
Официальная наука долго относилась к таким историям скептически, но теперь у них может появиться биологическое обоснование. Если клетки сердца или почки способны сохранять следы прошлого опыта (реакции на стресс, гормональные настройки, метаболические алгоритмы), то при пересадке они могут «поделиться» этой информацией с новым организмом, интегрируя ее в общую систему. Это, конечно, не память в человеческом понимании, но сложный молекулярный отпечаток, способный влиять на работу организма.
Если гипотеза команды Кукушкина верна, это может полностью изменить подходы в медицине и диетологии. Врачи будущего будут рассматривать тело не как набор органов, управляемых мозгом, а как единую распределенную сеть умных клеток, каждая из которой обладает своей «памятью».
— говорит Кукушкин.
Это открывает новые горизонты для персонализированной медицины. Если клетки «запоминают» воздействие лекарств, то время приема препарата может быть так же критично, как его состав и дозировка. Прерывистые, ритмичные схемы терапии могут оказаться эффективнее постоянного приема. То же самое касается и питания.
— Кукушкин.
Работа русского исследователя Николая Кукушкина и его коллег из Нью-Йоркского университета показывает, что даже простые клетки могут быть хронометристами, кодирующими течение времени и сохраняющими следы опыта. Это заставляет нас пересмотреть самые основы биологии.
Новое исследование русского ученого Николая Кукушкина заставляет усомниться в исключительности головного мозга. Напротив, получены доказательства, что сама основа нашего тела — клетки — может обладать своими формами памяти.
Клетки учатся… запоминать
В XIX веке немецкий психолог Герман Эббингауз открыл феномен, известный как «эффект интервала». Он выяснил, что информация запоминается намного лучше, если ее повторять с перерывами, а не заучивать единым массивом. Этот принцип, лежащий в основе современных техник обучения, всегда считался прерогативой нейронных сетей. Его наблюдали у людей, животных, даже у морских слизней — и всегда в контексте работы нервной системы.
Команда исследователей из Нью-Йоркского университета под руководством Николая Кукушкина, ученого русского происхождения, задалась поистине революционным вопросом. А применим ли эффект интервала за пределами мозга? Чтобы проверить свое предположение, специалисты провели эксперимент, который запросто можно назвать изящным.
Ученые взяли два типа человеческих клеток: одни из нервной ткани, а другие — из почечной, то есть изначально не имеющие отношения к нервной системе. Клетки были генетически модифицированы – в них встроили «ген памяти», который активировался белком CREB и подавал световой сигнал.

Ученый подает химические сигналы ненейронным клеткам, выращенным в чашках Петри
Тут следует сделать пояснение. CREB — это своего рода молекулярный переключатель, критически важный для формирования долговременной памяти в нейронах. Но самое главное — он присутствует практически в каждой клетке организма.
Исследователи начали «обучать» эти клетки, подвергая их коротким трехминутным импульсам химических веществ, имитирующих сигналы обучения в мозге. Суть была в ритме: в одном случае импульсы подавались с интервалами, в другом – подряд, без пауз.
Результат оказался потрясающим. Клетки, получавшие стимуляцию с перерывами, начинали светиться ярче и дольше. Их «ген памяти» оставался активным в течение нескольких часов после «урока». Особенно сильный эффект наблюдался при интервале в десять минут. А вот когда те же самые импульсы подавались скопом, свечение быстро угасало. Клетки явно предпочитали распределенное обучение зубрежке.
В одном из опытов клетки, получившие четыре импульса с интервалом в 24 часа, продемонстрировали в 2,8 раза более сильную активацию гена памяти, чем те, что получили один длинный сигнал. Клетки не просто реагировали на химию – они распознавали ритм подачи сигналов, разницу между одиночными ударами и сплошным потоком. Они буквально запоминали, когда и в каком порядке приходили стимулы.
Это отражает эффект интервального повторения в действии. Эксперимент показывает, что способность к интервальному повторению характерна не только для клеток мозга, но может быть и базовой функцией клеток
— пояснил Кукушкин.
Память есть везде
Самое поразительное, что результаты были абсолютно идентичны как для нервных, так и для почечных клеток. Это означало, что открытое явление — это не специализация нейронов, а фундаментальное свойство живой материи.
Мы считаем, что это свойство не относится ни к одному из типов клеток — это просто общее свойство всех клеток
— заявил Кукушкин в интервью IFLScience.
Открытие русского ученого ведет к сенсационному выводу: для памяти в ее базовой форме мозг не нужен! Память может быть универсальным биологическим процессом, способом, которым клетки обнаруживают и сохраняют закономерности во времени в окружающей среде. Неважно, кто или что так делает: нейронная сеть, кровь или почечная ткань.

Николай Кукушкин — выпускник Санкт-Петербургского государственного университета
Разумеется, это не значит, что клетки вашей печени или кожи помнят стихотворение Пушкина или первый поцелуй. Но они, похоже, улавливают повторяющиеся схемы и в следующий раз реагируют иначе. Они «запоминают» предыдущий опыт на молекулярном уровне. Некоторые молекулярные переключатели, вроде CREB, остаются измененными даже спустя 24 часа, заставляя клетку «помнить», как ее стимулировали ранее.
Это открытие находит неожиданное подтверждение в реальной жизни, а именно в феномене «клеточной памяти» донорских органов. Известны случаи, когда пациенты, перенесшие трансплантацию сердца или почки, начинали испытывать необъяснимые изменения: новые вкусовые предпочтения, нехарактерные эмоции или даже смутные обрывки воспоминаний, которые, как выяснялось, были свойственны донору.
Официальная наука долго относилась к таким историям скептически, но теперь у них может появиться биологическое обоснование. Если клетки сердца или почки способны сохранять следы прошлого опыта (реакции на стресс, гормональные настройки, метаболические алгоритмы), то при пересадке они могут «поделиться» этой информацией с новым организмом, интегрируя ее в общую систему. Это, конечно, не память в человеческом понимании, но сложный молекулярный отпечаток, способный влиять на работу организма.
Наше тело — это… большой мозг
Если гипотеза команды Кукушкина верна, это может полностью изменить подходы в медицине и диетологии. Врачи будущего будут рассматривать тело не как набор органов, управляемых мозгом, а как единую распределенную сеть умных клеток, каждая из которой обладает своей «памятью».
Не за горами тот день, когда мы начнем относиться к своему телу так же, как мозгу. Например, представьте, что наша поджелудочная железа запоминает режим нашего питания, чтобы поддерживать здоровый уровень глюкозы в крови, или представьте, что раковая клетка запоминает режим химиотерапии
— говорит Кукушкин.
Это открывает новые горизонты для персонализированной медицины. Если клетки «запоминают» воздействие лекарств, то время приема препарата может быть так же критично, как его состав и дозировка. Прерывистые, ритмичные схемы терапии могут оказаться эффективнее постоянного приема. То же самое касается и питания.
Возможно, имеет значение последовательность потребляемых питательных веществ. Скорее всего, также имеет значение интервал между приемами этих питательных веществ, и это может повлиять на то, как мы будем переводить пищу в будущем, например, как мы будем накапливать жир
— Кукушкин.
Работа русского исследователя Николая Кукушкина и его коллег из Нью-Йоркского университета показывает, что даже простые клетки могут быть хронометристами, кодирующими течение времени и сохраняющими следы опыта. Это заставляет нас пересмотреть самые основы биологии.
- Антон Рыбаков
- nyu.edu, zmescience.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Древняя легенда о появлении Ангары оказалась чистой правдой: об этом рассказал российский ученый
Эта была чудовищная катастрофа: мегапоток в считаные часы изменил ландшафт на сотни километров вокруг...
Сокровища, 400 лет пролежавшие на дне, наконец-то, найдены: зря английский король сжег тогда 19 ведьм
Прорыв в поисках произошел, когда применили самые современные технологии...
Энергетическая революция отменяется? Ученые рассказали, как водород убивает современные турбины
Топливо будущего оказалось с таким опасным подвохом, что в пору от него отказаться...
Еще одна тайна Туринской плащаницы: лазер «проявил» то, что скрывалось веками
Почему сейчас ученые уверены: в момент воскрешения Христа изображения на ткани еще не было?...
Был ли император Петр татарином по матери: что говорят документы и ученые?
Эта история имела продолжение: впоследствии родственники царя оказались еще… и «германцами»...
Самый популярный авиалайнер оказался «дырявым»: Boeing-737 взломали за одну минуту «монеткой»
Оказалось, что некоторые устройства в самолете не менялись… еще с прошлого века...
Об этой проблеме не говорят вслух на орбите, но теперь ученые смогут помочь космонавтам
Эксперты говорят: если не исправить сложившуюся ситуации, то о полетах на Марс и дальше можно забыть...
Жизнь без «экранов»: зачем топ-менеджеры Кремниевой долины жестко урезали своим детям доступ к гаджетам?
Двуличие этих людей поражает: для себя одни правила, для миллиардов простых смертных — другие...
Правда ли, что животные в зоопарке страдают, или это давно опровергнутый миф?
Выводы экспертов оказались крайне неоднозначными и в части даже парадоксальными...
Химчистка — опасная зона: ученые рассказали, почему не стоит жить по соседству с такими заведениями
На скрытые точки отравления никто не обращает внимания, но они порой опаснее заводов и фабрик...
Зловещий секрет 2000-летних рисунков: стало известно, из чего делали несмываемую краску в Древнем Китае
Особый ингредиент буквально заставлял краску врастать в поверхность скалы...
«Дырявые» спутники: в программах NASA нашли лазейку для хакеров
Очень удивительно, как террористы еще не захватили контроль над орбитальными аппаратами...
Неожиданное открытие: талая вода Гренландии усиливает аномальную жару в Европе
Ученые предупреждают: уже через несколько лет европейцы будут вспоминать нынешнее лето как приятную прохладу...
Китайские «россияне» оказались самыми высокими людьми в последний ледниковый период
Ученые говорят, что денисовцы из Тайваня нарушали основные законы эволюции и приспособления...