Клеър Л. Евънс
Въпросът на Барбара Макклинток
През 1983 г. осемдесетгодишната генетик Барбара Макклинток стои на катедрата на Каролинския институт в Стокхолм. Известна с това, че не желае публичност, тя разказва за експериментите, довели до откритието ѝ в началото на 50-те години на миналия век за това как ДНК последователностите могат да се преместят в генома. Към края на речта, мигайки през очилата с телени рамки, тя смени темата и попита: «Какво знае една клетка за себе си?»
Макклинток има репутация на ексцентричност. И все пак въпросът ѝ изглежда по-вероятно да идва от философ, отколкото от генетик на растенията. Тя продължи да описва лабораторни експерименти, в които е видяла растителни клетки да реагират по «обмислен начин». Изправени пред неочакван стрес, те изглежда се приспособяват по начини, които са «отвъд сегашната ни способност да проумеем». Какво знае една клетка за себе си? Това ще бъде работа на бъдещите биолози, каза тя, да разберат.
Четиридесет години по-късно въпросът на Макклинток не е загубил своята сила. Някои от тези бъдещи биолози сега работят усилено, за да разберат какво може да означава «знанието» за една клетка, тъй като търсят признаци на основни когнитивни феномени – като способността да запомнят и учат – както в едноклетъчните същества, така и в неневронните човешки клетки. Науката отдавна е на мнение, че многоклетъчната нервна система е предпоставка за такива способности, но нови изследвания разкриват, че отделните клетки също водят запис на преживяванията си за това, което изглежда като адаптивни цели.
Безмозъчно обучение и забравен експеримент
В провокативно проучване, публикувано в Nature Communications в края на миналата година, неврологът Николай Кукушкин и неговият ментор Томас Карю от Нюйоркския университет показват, че човешките бъбречни клетки, растящи в чиния, могат да «запомнят» модели на химически сигнали, когато се представят на равномерни интервали – феномен на паметта, общ за всички животни, но невиждан извън нервната система досега.
«Паметта е нещо, което е полезно за всички живи системи, включително системи, които предхождат появата на мозъка със стотици милиони години», каза Сам Гершман, когнитивен учен в Харвардския университет.
Изследването на паметта при едноклетъчните същества датира от началото на 20-ти век. Зоологът Хърбърт Спенсър Дженингс в своята книга «Поведение на низшите организми» подробно описва експерименти с ресничестото S. roeselii от 1906 г. Той открива, че организмите могат да «научат» и да променят поведението си, като се адаптират към дразнители. По ирония на съдбата, тези експерименти са почти забравени и се считат за невъзпроизводими. През 2010 г. обаче Джеръми Гунавардена, математик, превърнал се в системен биолог, успява да възпроизведе работата на Дженингс, оправдавайки го и потвърждавайки, че S. roeselii може да «промени мнението си».
Дефиницията на паметта и философският поглед
Част от причината, поради която науката се колебае да приеме паметта в клетъчен мащаб, е социологическа. Откритията на ранните изследователи като Дженингс и Беатрис Гелбер, които твърдят, че са «обучили» едноклетъчни организми, са били отхвърлени, защото не резонират с преобладаващите теории на времето си, които разглеждат организмите като биологични автомати.
«Всички ние имаме свои идеологии», каза Гунавардена. «Това е просто естествена част от начина, по който хората се справят със света. … В науката наистина подценяваме колко важни могат да бъдат тези пристрастия в организирането на научните общности и в определянето на това, което се счита за подходящо и какво не се счита за подходяща наука.»
Това е и въпрос на семантика. В неврологията най-често срещаната дефиниция за памет е, че това е това, което остава след преживяването, за да промени бъдещото поведение. Според Николай Кукушкин обаче, това е ограничено и може да се разглежда като «произволно». От гледна точка на клетката, той вярва, че паметта е въплътен отговор на промяната.
В експеримент с човешки бъбречни клетки, Кукушкин доказва, че те могат да «броят» и да откриват модели на химически сигнали. Когато същите химикали се доставят на интервали, клетките запомнят стимула за по-дълго, което е отличителен белег на формирането на паметта при всички животни. Според него паметта е непрекъснат процес и тежестта на доказване трябва да бъде не дали е същият, а дали е различен.
Паметта, в крайна сметка, може да се разглежда като физическо събитие – белег, оставен върху света или върху себе си. По-добра версия на въпроса на Барбара Макклинток е: Какво може да запомни една клетка? Когато става дума за оцеляване, това, което клетката знае за себе си, не е толкова важно, колкото това, което знае за света. Клетката запазва информацията, която запазва нейното съществуване. Докато днешните изследователи преглеждат изоставени експериментални нишки от миналото, те също откриват, че социологическата среда на науката може да определи кои идеи се запазват и кои са забравени. За щастие, «спомените се връщат».
