Pamięć nie ogranicza się tylko do mózgu

📝W SKRÓCIE

• Nowe badania ujawniają, że nie tylko neurony, ale i komórki przechowują i przywołują informacje – jest to koncepcja znana jako „pamięć komórkowa”
• Badania pokazują, że powtarzanie bodźców w odstępach czasu prowadzi do silniejszej reakcji komórkowej w porównaniu z pojedynczymi, intensywnymi bodźcami, co odzwierciedla zasady uczenia się
• Kluczowe czynniki molekularne, takie jak ERK i CREB, znane ze swojej roli w pamięci mózgowej, uczestniczą również w pamięci komórkowej w całym ciele
• Pamięć komórkowa odgrywa rolę w różnych procesach zdrowotnych, w tym w reakcjach odpornościowych, reakcjach na stres, a nawet w rozwoju chorób takich jak nowotwory
• Wybory dotyczące stylu życia, takie jak radzenie sobie ze stresem, zdrowa dieta, ćwiczenia i sen, pozytywnie wpływają na pamięć komórkową i ogólne samopoczucie

🩺Według dr. Mercoli

Często kojarzymy pamięć z mózgiem, wyobrażając sobie złożone sieci neuronowe przechowujące nasze doświadczenia. A co jeśli pamięć istnieje poza mózgiem, w komórkach ciała? Badania odkrywają fascynującą koncepcję: pamięć komórkową. Koncepcja ta zakłada, że nie tylko neurony, ale pojedyncze komórki przechowują i przywołują informacje na temat minionych doświadczeń, co może mieć zaskakujący wpływ na nasze zdrowie.

Wyobraź sobie, że uczysz się jeździć na rowerze. Nawet po latach bez ćwiczeń, Twoje ciało często pamięta, jak to się robi. Nie dzieje się to tylko w mózgu; Twoje mięśnie przystosowały się i „zapamiętują” ruchy. Ta fascynująca dziedzina badań naukowych bada, w jaki sposób komórki przechowują wspomnienia i bada, co może to oznaczać dla zdrowia.

W jaki sposób komórki zapamiętują?

Konwencjonalne rozumienie pamięci opiera się na neuronach mózgu, czyli wyspecjalizowanych komórkach, które komunikują się za pomocą sygnałów elektrycznych i chemicznych. Jednakże badanie opublikowane w czasopiśmie Nature Communications wykazało, że również komórki niebędące komórkami nerwowymi wykazują pewną formę pamięci. W badaniu tym skupiono się na „efekcie masowo-przestrzennym”, dobrze ugruntowanej zasadzie w uczeniu się i pamięci.

Zasada ta głosi, że nauka jest skuteczniejsza, gdy jest rozłożona w czasie (nauka w odstępach), niż gdy jest zawarta w jednej sesji (nauka masowa). Pomyśl o nauce do testu: powtarzanie materiału przez kilka dni jest zazwyczaj skuteczniejsze niż zarywanie nocy.

Naukowcy badali ten efekt na ludzkich komórkach niebędących komórkami nerwowymi, stosując powtarzające się impulsy substancji chemicznych, by naśladować doświadczenie uczenia się. Odkryli, że impulsy wysyłane w odstępach czasu powodowały silniejszą i dłuższą reakcję komórek w porównaniu z pojedynczym, długim impulsem. Sugeruje to, że komórki „zapamiętują” i skuteczniej reagują na powtarzające się bodźce. Nie jest to tylko efekt krótkoterminowy; dłuższe odstępy między impulsami powodowały poważniejsze zmiany w komórkach.

Odkrycie to podważa powszechnie przyjęty pogląd, że pamięć jest wyłącznie funkcją obwodów neuronalnych. W badaniu zbadano również mechanizmy molekularne leżące u podstaw pamięci komórkowej. Odkryto, że w tej reakcji komórkowej biorą udział również określone czynniki molekularne, o których wiadomo, że odgrywają ważną rolę w kształtowaniu pamięci w neuronach. Dwoma kluczowymi graczami były kinaza regulowana zewnątrzkomórkowo (ERK) i białko wiążące element odpowiedzi na cAMP (CREB).

ERK to białko sygnałowe, które przekazuje informacje w komórkach, a CREB to czynnik transkrypcyjny, który kontroluje ekspresję genów. Naukowcy odkryli, że impulsy podawane w odstępach czasu powodowały silniejszą i trwalszą aktywację ERK i CREB.

Hamując ERK lub CREB, naukowcy mogli zablokować efekt masowo-przestrzenny, co potwierdziło ich rolę w procesie pamięci komórkowej. Odkrycie to podkreśla znaczenie tych szlaków molekularnych nie tylko w pamięci mózgowej, ale także w pamięci komórkowej w całym ciele.

Kluczowym odkryciem badania była zwiększona aktywność CREB - genu często nazywanego „genem pamięci”, ponieważ odgrywa on rolę w tworzeniu długotrwałej pamięci. Po aktywacji CREB aktywuje inne geny, które biorą udział w tworzeniu trwałych zmian w komórkach. Naukowcy odkryli, że trening przerywany doprowadził do znacznie silniejszej i trwalszej aktywacji CREB w porównaniu z treningiem masowym.

Sugeruje to, że trening w odstępach czasu jest skuteczniejszy w uruchamianiu procesów komórkowych niezbędnych do uformowania trwałej „pamięci” w komórkach. Co ciekawe, naukowcy nie skupili się tylko na jednym typie komórek nieneuronalnych. Badali ten efekt „uczenia się w odstępach czasu” w różnych liniach komórkowych, w tym w komórkach pochodzących z ludzkich nerek. Co ciekawe, komórki nerek również wykazały efekt rozmieszczenia masowego.

Odkrycie to jest szczególnie istotne, gdyż pokazuje, że ta forma pamięci komórkowej nie jest ograniczona do określonych typów komórek lub tkanek. Sugeruje to, że ten podstawowy mechanizm pamięci jest szeroko rozpowszechniony w całym ciele i działa w komórkach, które wykonują różnorodne funkcje, nie tylko te konwencjonalnie kojarzone z układem nerwowym.

Rola pamięci komórkowej w chorobie

Badania nad pamięcią komórkową mają istotne znaczenie dla naszego zrozumienia zdrowia i chorób. Chociaż badanie opublikowane w czasopiśmie Nature Communications koncentrowało się na reakcjach komórkowych w warunkach laboratoryjnych, otwiera ono drogę do eksploracji sposobu, w jaki podobne mechanizmy działają w organizmie. Na przykład Twój układ odpornościowy opiera się na pewnej formie pamięci komórkowej. Komórki układu odpornościowego „zapamiętują” wcześniejsze kontakty z patogenami, co pozwala na szybszą i skuteczniejszą reakcję w przypadku ponownego kontaktu.

Oprócz układu odpornościowego, pamięć komórkowa może również odgrywać rolę w innych procesach zachodzących w organizmie. Na przykład, powtarzający się stres ma długotrwały wpływ na organizm. Może to być częściowo spowodowane pamięcią komórkową w różnych tkankach, co prowadzi do wzmożonej reakcji na stres, nawet po ustąpieniu pierwotnego czynnika stresującego. Ta przewlekła reakcja na stres przyczynia się do różnych problemów zdrowotnych, w tym chorób układu krążenia, zaburzeń metabolicznych i problemów ze zdrowiem psychicznym.

Zrozumienie, w jaki sposób komórki zapamiętują stres i reagują na niego, może doprowadzić do opracowania nowych strategii radzenia sobie z chorobami wywołanymi stresem. Ponadto pamięć komórkowa może mieć związek z rozwojem i postępem niektórych chorób. Przykładowo, niektóre badania wskazują, że pamięć komórkowa może odgrywać rolę w rozwoju nowotworów. Komórki nowotworowe mogą „pamiętać” wcześniejsze ekspozycje na pewne bodźce, co pozwala im przystosować się i przetrwać nawet w trudnych warunkach.

Pamięć komórkowa może przyczyniać się do oporności na leki i nawrotu raka. Dzięki zrozumieniu mechanizmów pamięci komórkowej w komórkach nowotworowych naukowcy mają nadzieję opracować nowe terapie ukierunkowane na te procesy pamięciowe i poprawić wyniki leczenia.

Koncepcja pamięci komórkowej podkreśla również istotność połączenia umysłu i ciała. Twoje doświadczenia fizyczne, w tym stres, ćwiczenia i dieta, wywierają długotrwały wpływ na Twoje komórki. Sugeruje to, że wybory dotyczące stylu życia wpływają nie tylko na nasze ogólne zdrowie, ale także na „wspomnienia” przechowywane w naszym ciele. Wdrażając zdrowe nawyki, możesz pozytywnie wpłynąć na swoją pamięć komórkową i zapewnić sobie długotrwałe dobre samopoczucie.

Odkrycie, że komórki nerkowe wykazują pewną formę pamięci, rodzi również interesujące pytania dotyczące zdrowia i chorób nerek. Chociaż potrzebne są dalsze badania, możliwe jest, że pamięć komórkowa odgrywa rolę w sposobie, w jaki nerki reagują na uraz lub stres. Na przykład, po urazie komórki nerek mogą „zapamiętać” uszkodzenie i rozpocząć procesy naprawcze. Jednak w niektórych przypadkach pamięć komórkowa może stać się nieprzystosowawcza, przyczyniając się do przewlekłej choroby nerek.

Dalsze badania w tej dziedzinie mogą doprowadzić do opracowania nowych terapii oddziałujących na procesy pamięci komórkowej, co wpłynie na zdrowie nerek i zapobiegnie rozwojowi chorób w innych częściach ciała. Jak zauważył autor badania Nikolay V. Kukushkin z Uniwersytetu Nowojorskiego:

„To odkrycie otwiera nowe możliwości zrozumienia, jak działa pamięć i może doprowadzić do opracowania lepszych metod wspomagania uczenia się i leczenia problemów z pamięcią.

Jednocześnie sugeruje to, że w przyszłości będziemy musieli traktować nasze ciało bardziej jak mózg — na przykład brać pod uwagę to, co nasza trzustka pamięta ze schematu naszych poprzednich posiłków, aby utrzymać zdrowy poziom glukozy we krwi, lub to, co komórka nowotworowa pamięta ze schematu chemioterapii”.

Wykorzystanie pamięci komórkowej dla lepszego zdrowia

Odkrycie pamięci komórkowej to ważny krok naprzód w zrozumieniu funkcjonowania naszego organizmu. Badanie opublikowane w czasopiśmie Nature Communications dostarcza przekonujących dowodów na to, że procesy pamięciowe nie ograniczają się wyłącznie do mózgu, lecz zachodzą w różnych typach komórek w całym ciele.

Badania te otwierają nowe, fascynujące możliwości eksploracji powiązań między pamięcią komórkową a zdrowiem. Zrozumienie, w jaki sposób komórki zapamiętują doświadczenia i reagują na nie, otwiera drogę do nowych strategii zapobiegania i leczenia szerokiego zakresu chorób.

Badania te podkreślają również potrzebę dalszych badań nad mechanizmami pamięci komórkowej. Chociaż badanie Nature Communications wykazało, że ERK i CREB odgrywają kluczową rolę, prawdopodobnie w grę wchodzą także inne czynniki molekularne. Dalsze badania skoncentrują się na wyjaśnieniu skomplikowanej sieci szlaków sygnałowych komórek, które przyczyniają się do tego zjawiska.

Wiedza ta może doprowadzić do opracowania ukierunkowanych terapii, które będą modulować pamięć komórkową i poprawiać stan zdrowia. Zrozumienie roli CREB w pamięci komórkowej otwiera również ekscytujące możliwości przyszłych badań. Znalezienie sposobów na bezpieczne i efektywne zwiększenie aktywności CREB w określonych typach komórek może poprawić funkcjonowanie komórek w różnych kontekstach.

Na przykład, w przypadku choroby nerek zwiększenie aktywności CREB w uszkodzonych komórkach nerkowych może wspomagać naprawę i regenerację. Podobnie jest w innych chorobach, w których zaburzona jest funkcja komórkowa.  CREB może okazać się nowym podejściem terapeutycznym. Jednakże, należy pamiętać, że manipulowanie aktywnością CREB jest skomplikowane i wymaga starannego rozważenia, aby uniknąć niezamierzonych konsekwencji.

Koncepcja pamięci komórkowej zachęca do nowego spojrzenia na zdrowie. Podkreśla wagę holistycznego podejścia, które bierze pod uwagę nie tylko Twoje samopoczucie psychiczne i emocjonalne, ale także zdrowie Twoich komórek.

Kroki mające na celu pozytywny wpływ na pamięć komórkową

Prowadząc zdrowy tryb życia i rozumiejąc wpływ swoich doświadczeń na komórki, wykorzystujesz potencjał pamięci komórkowej, aby wspierać długotrwałe zdrowie i dobre samopoczucie. Podczas gdy badania wciąż trwają, przedstawiamy kilka praktycznych kroków, które mogą pozytywnie wpłynąć na pamięć komórkową:

• Priorytetem powinno być zarządzanie stresem — Przewlekły stres ma długotrwały negatywny wpływ na Twoje komórki. Techniki takie jak medytacja, ćwiczenia głębokiego oddychania i spędzanie czasu na łonie natury mogą pomóc Ci skutecznie radzić sobie ze stresem.
• Stosuj naukę w odstępach czasu — „Efekt masowego i rozłożonego w czasie” sugeruje, że powtarzanie w odstępach czasu prowadzi do lepszej pamięci komórkowej. Zastosuj tę zasadę w swojej działalności edukacyjnej. Podziel informacje na łatwe do opanowania fragmenty i wracaj do nich w odpowiednich odstępach czasu, aby lepiej je zapamiętać.
• Odżywiaj swój organizm pełnowartościową żywnością — Wybierz zbilansowaną dietę bogatą w owoce, warzywa i zdrowe źródła białka, unikając jednocześnie przetworzonej żywności. Produkty pełnowartościowe dostarczają niezbędnych składników odżywczych dla optymalnego funkcjonowania komórek i mogą wspomagać prawidłowe procesy pamięci komórkowej.
• Regularnie uprawiaj sport — Ćwiczenia korzystnie wpływają na zdrowie komórek na wiele sposobów. Staraj się codziennie wykonywać ćwiczenia fizyczne, w tym spacery, oraz ćwiczyć siłowo przez godzinę lub krócej kilka razy w tygodniu.
• Zadbaj o odpowiednią ilość snu — Sen pozwala Twojemu ciału i komórkom na regenerację i odnowę. Pamiętaj, aby spać w całkowitej ciemności i unikać niebieskiego światła na kilka godzin przed pójściem spać.