Biologové přenesli paměť - injekcí  
Teorie praví, že si události vybavujeme díky vytvořeným neuronovým synapsím. Kalifornští vědci injekcí ribonukleové kyseliny nyní tuto obecně předpokládanou představu značně nabourali.
Aplysia californica (zej kalifornský) je zadožábrý mořský plž s nervovou soustavou tvořenou velkými a jasně identifikovatelnými neurony. Je oblíbeným modelovým organismem na studium fyziologických principů tvorby paměti. Zdroj: Wikipedia, CC BY-SA 4.0
Aplysia californica (zej kalifornský) je zadožábrý mořský plž s nervovou soustavou tvořenou velkými a jasně identifikovatelnými neurony. Je oblíbeným modelovým organismem na studium fyziologických principů tvorby paměti. Zdroj: Wikipedia, CC BY-SA 4.0

Článek amerických vědců, který v tomto týdnu vyšel v časopisu eNeuro, zaujme málo koho. Jednak proto, že je věnován chování mořského plže a v názvu má cosi o engramu a RNA. Termín engram vymyslel málo známý německý zoolog Richard Semon už někdy na začátku minulého století. Označil tím něco, co dodnes nevíme jak funguje, ani jak to vypadá. Má to být hypotetický neurologický mechanismus, jímž je uchována v paměti informace. Jeho představy o definici engramu se ani po sto letech moc nezměnily. Dnes si pod tím neurovědci představují paměťovou stopu, která nejspíš není lokalizována na jedno místo v mozku, ale má mít podobu synapsí. Z pohledu funkce engramy ovlivňují chování. Abychom se v našem článku vyhnuli opisování dlouhosáhlých definic a slovíčkaření, laicky jsme si engram zestručnili na vzpomínku. A jak z dalšího vyplyne, není to až takový prohřešek.


O ribonukleové kyselině (RNA) píšeme často, většinou v souvislosti s přepisem informací uchovaných v jádře buňky, neboť tamní geny je třeba přeložit do mluvy, které rozumí ribozomy. Ty se pak podle doručených instrukcí ujmou syntézy enzymů, hormonů, proteinů. To se ale týká dědičnosti a genetiky.  Nyní tento záběr působnosti RNA jsme nuceni rozšířit i na oblast neurověd. Vědcům se totiž podařilo to, co mělo být získaným poznatkem a paměťovou stopou, přenést z jednoho tvora na druhého pomocí chemie. Vzpomínku z jednoho organismu na druhý se jim podařilo předat kyselinou, což, jak jistě uznáte, by byla bomba!


Mají výzkumníci pro své kacířství dost pádný důkaz?

Mají. Jsou jím výsledky jejich pokusu, v němž hlavní roli hraje mořský plž Aplysia californica. Ten žije v pobřežních vodách Kalifornie a není moc zajímavý. Snad jen tím, že když ho poškádlíte, vypustí oblak červeného inkoustu. My Češi máme ve zvyku dávat jména i tvorům, která u nás nežijí, a tak plže, kterého celý svět zná jako aplasii, jsme pojmenovali hezky česky jako zej. Zajímavé na aplasii (pro puristy jazyka zejovi) je nervová soustava. Tvoří ji velké a snadno rozpoznatelné neurony. Proto ho neuropsychiatři tak milují. Dobře se prý na něm hledají principy tvorby paměti.

David Glanzman s jedním ze svých plžích svěřenců. Kredit: Christelle Snow/UCLA
David Glanzman s jedním ze svých plžích svěřenců. Kredit: Christelle Snow/UCLA

Proto je má v laboratoři i David Glanzman, šéf katedry integrační biologie na Univerzitě státu Kalifornie v Los Angeles. Pod jeho taktovkou nyní pětičlenný kolektiv neamericky znějících jmen s aplasiemi pokusničil. Pouštěli do nich v dvaceti minutových intervalech elektrický proud. A aby si vše řádně zapamatovali, den na to jim sérii šoků opakovali. Metodiku pokusu schválila etická komise, a tak se v publikaci nepíše o šocích, ale o opakovaně stimulovaných jedincích. Asi nepřekvapí, že takovou domluvou  svým svěřencům obranný reflex notně posílili. Zmíněný reflex není výsadou plžů, mají ho všechny organismy obdařené nervovou soustavou. Je to dobrá výbava, vylepšuje šance na přežití i nám, lidem.

 

Výsledky dopadly podle očekávání

Zatímco necvičeným plzákům po elektrošocích do ocasu došlo, že by bylo dobré zareagovat (pohnuli se) až po padesáti sekundách, cvičení se na stejný šťouchanec dávali do úprku, jakého jsou plži schopni, během vteřiny.

Pak vědci ještě poněkud přitvrdili. Jak těm svým cvičeným, tak i necvičeným plžům několik neuronů vyoperovali. Z těch extrahovali RNA a tyto molekuly injekčně vpravovali do jiných, nic netušících a neškolených jedinců.

Ti, kterým dali injekci RNA od těch cvičených, začali reagovat rychle. Ti, co dostali RNA od necvičených soukmenovců, zůstali nepoučeni a nemotorně pomalí. Z toho neplyne nic menšího, než že se podařilo přenést informaci (vzpomínku) z jednoho organismu na druhý a že k tomu stačí do haemocelu (u plžů se tekutině v tělní dutině říká haemocel) vpravit ty správné molekuly RNA.


Stejně to pak dopadlo i na Petriho miskách v pokusu in vitro. Na kultuře neuronů si ověřili další důležitou věc - který typ neuronů se tímto způsobem dá znásilnit. Zatímco přídavek extrahované RNA do media s motorickými neurony neudělal nic, přídavek stejné „sušené vzpomínky“ na senzorické neurony vliv měl. Protože šlo o neurony od tvorů, které se s neblahou zkušeností dříve nesetkaly, lze to interpretovat i tak, že si neurony „vzpomněly“ na něco, co samy neprožily. A že se přenos cizího poznatku zdařil.

Schéma pokusu v němž vzpomínky byly přeneseny mezi organismy pomocí extrahované ribonukleové kyseliny (RNA) z vyškoleného  na netrénovaného jedince injekcí. Kredit: Bédécarrats a kol., ENeuro (2018)
Schéma pokusu, v němž vzpomínky byly přeneseny mezi organismy pomocí extrahované ribonukleové kyseliny (RNA) z vyškoleného na netrénovaného jedince injekcí. Kredit: Bédécarrats a kol., ENeuro (2018)

 

Světlé zítřky

Malé molekuly RNA jsou sice titěrně malé, ale psát o nich budeme stále častěji. Umí nejen podpořit, nebo umlčet geny, ale jak vidno, pletou se i do paměti. Podobně, jako se nám daří pronikat do tajů světa DNA, a kde platí něco jako ANO\NE (gen máme, nebo nemáme), začíná se nám postupně vyjevovat i RNA svět. V něm, kromě zmíněného ANO\NE, je ještě také „JAK MOC“. Odhaduje se, že více než šedesát procent lidských genů podléhá (je řízeno molekulami) RNA. Zatímco činnost DNA je omezena jen na buněčné jádro, RNA operují v jádře i cytoplazmě a „svět RNA“ je nejen o mnoho větší, ale i pestřejší. Zjednodušeně řečeno, zatímco DNA je záležitost evoluce a přizpůsobování se mutacemi, tedy běhu na dlouhé trati. RNA dovolují jemné korekce a umožňují organismům reagovat na momentální situace, do nichž se dnes a denně dostávají.

Bez přehánění lze o „RNA světě“ prohlásit, že ač jsou jeho molekuly malé, jejich poznávání se stává velkým skokem pro lidstvo a že brzo začnou nabízet terapeutické možnosti, jejichž rozsah si nyní umíme jen těžko představit.

Pro genetiky to vlastně až takové překvapení není. Něco naznačovaly i články zde na Oslovi. Například „Vzpomínky po dědečkovi“, nebo návod na čtení DNA kódu, který vajíčku dávají spermie v článku „Páchají stresovaní otcové na potomstvu zlo v podobě poškozených mozků?“. Nicméně v oblasti fyziologie paměti jde o průlomovou prvotinu - rozšiřuje záběr „RNA světa“ a jeho terapeutických možností i na oblast myšlení a intelektu. Ostatně, David Glanzman se už před časem nechal slyšet, že s pomocí těchto „mocných trpaslíků“ by se měly dát navracet vzpomínky těm, co o ně přišli například v raném stádiu Alzheimera. V souvislosti s jeho prohlášením z roku 2014 a novými poznatky z letošní publikace, jsme na adresu autora studie poslali dotaz, zda v dohledné době považují za schůdné, aby se touto metodou přenesl neblahý (blahý) vztah například k liberálům, respektive konzervativcům? A zda je naše představa, že by spolu s vakcinací proti chřipce se dal případně indoktrinovat i politický postoj, přehnaná. Odpověď zde doplníme.


Závěr

Ať už přijde z Kalifornie odpověď jakákoliv, musíme si už nyní toho na tom, co nám říkali neurovědci, hodně poopravit. Žili jsme v představě, že naše paměť je uchována v podobě vytvořených synapsí, kterých má každý neuron několik tisíc. Pokud by to ale byla pravda, tak by zde popsaný pokus takové výsledky nikdy nedal. Není podstatné, zda tomu budeme říkat engram, vzpomínka, nebo přenos základního prvku paměti. Účinek molekul RNA svědčí o tom, že nešlo o záležitost synapsí, ale že přenesená informace byla uchovávána v jádrech neuronů.  

Literatura

Alexis Bédécarrats, Shanping Chen, Kaycey Pearce, Diancai Cai a David L. Glanzman.: RNA from Trained Aplysia Can Induce an Epigenetic Engram for Long-Term Sensitization in Untrained Aplysia, eNeuro, doi.org/10.1523/ENEURO.0038-18.2018 
University of California, Los Angeles

Video:  A Memorable Snail

Datum: 16.05.2018
Tisk článku

Pravidla mozku - Medina John
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 329 Kč
cena: 280 Kč
Pravidla mozku
Medina John
Související články:

Epigenetická paměť: vzpomínky po dědečkovi     Autor: Tomáš Petrásek (09.12.2013)
Proč po tučném hloupneme?     Autor: Josef Pazdera (27.11.2015)
Kolik stojí demence?     Autor: Josef Pazdera (23.08.2017)
Páchají stresovaní otcové na potomstvu zlo v podobě poškozených mozků?     Autor: Josef Pazdera (19.02.2018)
Chemie strachu     Autor: Josef Pazdera (22.04.2018)



Diskuze:

Mno, ...

Jan Jakubík,2018-05-30 14:25:39

Článek je to pěkný, výsledky jsou to zajímavé, ale nejsou ani nové ani tak bomabastické jak je nám předkládáno. Závěr vychází z falešného předpokldu, "že naše paměť je uchována v podobě vytvořených synapsí". Slovíčko "vytvořených" je zavádějící. Správně by mělo být "zapojených" či "zapnutých", přičemž zapínat či vypínat synapse lze bez jejich novotvorby. Stačí pouze aby se na synaptické mebráně objevily patřičné bílkoviny a synapse je "zapnuta". Když se patřičné bílkoviny přestanou sytetizovat, po čase zmizí a synapse vypne. A kde že se ony bílkoviny berou? No přeci DNA-dependentní polymeráza podle DNA nasyntetizuje mRNA, ta putuje k ribozomu, který podle ní nasytetizuje patřičnou bílkovinu. A cože to injikovali těm netrénovaným plžům? RNA! Nemohla to být RNA pro synaptické proteiny? Smozřejmě že RNA obsahovala i RNA pro sznaptické bílkoviny, když byla odebrána z trénovaných plžů, kteří mají synapse zapnuté! Takže mnohem prozaičtější vysvětlení než, že byla přenesena "paměť", "vzpomínka" nebo "zkušenost", je, že přenesením RNA byly zapojeny synapse.

A mimochodem "hematocele" se česky řekne "hemolymfa" a nejedná se odutinu, ale tekutinu.

Odpovědět


Re: Mno, ...

Tadeáš Mlčoch,2018-06-14 02:03:57

Pokud se shodneme na tom, že vzpomínky jsou synapse, tak ať budeme říkat synapsím vytvořené, zapnuté, nebo zapojené, tak je přece úplně jedno jak tomu budeme říkat. Ať už přenesli cokoliv, tak přenesli "vzpomínku", byť to je formou zapojení synapsí (tak jak to bylo i u toho prvního červa). Pokud to není úžasné, tak co už by mělo být úžasné.

Odpovědět


Re: Re: Mno, ...

Jan Jakubík,2018-06-15 15:39:08

Neshodneme. Vy totiž jdete v redukci co je vzpomínka ještě dál. Nebo si myslíte, že nějaký primitivní živočich, který má pár neuronů se stovkou synapsí může mít nějaké vzpomínky?

Odpovědět

Stres

Michal Lichvár,2018-05-17 15:54:40

Aj keby sa nejednalo o "vzpominku", mozno odhalili molekulu stresu.

Odpovědět

Otázka je

Jaroslav Pešek,2018-05-17 10:55:25

Otázka je jestli opravdu přenesli informaci a nebo jen nějakou chemikálii, která ty nervové spoje vytrénovala na tuto reakci.

Odpovědět


Re: Otázka je

Milan Krnic,2018-05-17 11:46:49

Chemikálii přenesli určitě, říkáme jí RNA. A je tedy jen otázkou, jak chápete pojem "informace". Ta není nic fyzického, nýbrž je projevem fyzického, a tedy přenos informace je pouze obrazné vyjádření.

Odpovědět

Anton Matejov,2018-05-17 09:49:29

Zaujímave môže byť porovnanie ľudskej pamäti s našimi počítačmi. V počítačoch, notebookov, tabletoch, chytrých mobiloch máme tiež rôzne druhy pamäti. Niekedy ma ich rôzne definície privádzajú do zúrivosti, nikdy sa mi nechcelo ich detailnejšie študovať. Začínal som na stolovom počítači Windows s pamäťou na magnetickom disku 500 GB. Spočiatku som chcel ako každý pubertiak čo naviac pamäti a zvažoval ešte jeden disk prikúpiť. Čoraz viac ma dráždilo mrznutie počítača aj keď som ho často čistil a prehnal antivirusovou ochranov, veľmi to nepomáhalo.
Neskôr som prešiel na iné verzie operačných programov Linux. Tie už šli rýchlejšie a v mnohom mi pomohli najmä vylepšili schopnosť programovať. Windows sú pre lenivých. Postupom času som si často pomáhal, že niektoré menej citlivé veci a dáta som zaznamenával na cloudoch, emailov ma Inernete. Touto cestou už ide aj slávny Microsoft so svojími Windowsami. Neplanujú už daľšie typy Windowsu. Predpokladajú, že v budúcnosti budú zákazníci čoraz viac zaznamenávať na cloudoch a podobne. Počítač sa môže sem aj pokaziť, operačný program spadnúť a dáta sa stratia. Aj keď som mimo svoje mesto môžem sa rýchlo dostať k dátam na internete už aj pomocou malého mobilu.
Nevyhoda môže byť, že dáta na cloudoch a internete sú často hecknuteľné, špehované.
Zistil som že mne bohato stačí tých 500 GB kapacity na disku. Niektoré štúdie ani nemusím kopírovať a zložito zálohovať. Stačí si zapamätať linky na dané stránky. Alebo spôsoby ako sa k daným linkom dopátrať.
A tak som dokúpil iba operačnú pamäť RAM. Rozšíril som ju z 2 GB na 4 GB. Dnes sú už nové počítače a notebooky s operačnou pamäťou 4 GB a viac. Mne už nejde ani o veľkú pamäť na disku, ale o rýchlu reakciu počítača.
V notebooku mi odišiel magnetický disk. Začal som experimentovať s USB kľučmi. Operačne programy mi na nich celkom dobre šli, ale tu často ide o swapovaciu pamäť a USB po asi 5 rokov odchádzajú. Aj keď USB klúče sa neustále vylepšujú, lacnia a posledné už mám flashovacie.
Tie magnetické disky už dnes v pohode nakúpite v kapacite 1 TB za asi 50€. Veľmi rýchlo sa ale môžu poškodiť, majú veľmi jemnú mechaniku.
Kúpil som teda radšej SSD disk s kapacitov 120 GB za tiež okolo 50 €. Sú omnoho rýchlejšie. Nepodliehajú až tak veľmi otrasom nekazia sa ako magnetické disky.

Porovnanie: aj v našich počítačoch máme rôzne typy pamäti a spôsoby zaznamenávania.
Automatický predpokladám, že niečo podobne bude mať aj, ešte stále komplikovanejší a zložitejší život a ľudia. Veľkosť pamäti často nerozhoduje o veľkosti inteligencie. Rozhoduje aj reakčný čas a rýchlosť výpočtu. V programovani musíme dávať veľmi dobrý pozor, aby sme programovali rozhodnuteľné výsledky, algoritmy, lebo programy a naše počítače môžu veľmi rýchlo skolabovať, počítať do nekonečna, preťažiť procesory. Musíme dávať dobrý pozor na triediace algoritmy a časovú zložitosť. Veľmi dobre články o tom na likoch
https://www.itnetwork.cz/algoritmy/razeni/dolni-odhad-casove-slozitosti-problemu-trideni
Existuje internetová pamäť, cloudy, emaily a podobne.
Aby sme sa dostali rýchlejšie k pamäti na disku, potrebujeme mať dobru operačnú pamäť.
Máme pamäť aj v BIOSu, ktorá nám načíta základné schopnosti hardweru.
Mnohé komponenty majú už svojo vlastnú pamäť napríklad aj naše monitory nových typov.
Aj zálohovanie, je vytváranie určitého druhu pamäti.
Je toľko rôznych druhov pamäti a ich definícii, že menej znalý má s toho riadny zmätok a vznikajú nedorozumenia, zavádzanie.

Odpovědět

Palo Fifunčík,2018-05-16 19:46:17

No v rámci tekutín , ktoré môžete nezištne darovať , ten tématický výber tekutiny :) nie je príliš široký , slivovicou ešte ako tak začínajúc , darcovstvom krvi a ostatného biologického , prevažne tekutého materiálu končiac ... ale nie som priaznivec urinoterapie .....

Odpovědět


Re:

Milan Krnic,2018-05-16 20:57:18

Myslel jsem samozřejmě tu mozkomíšní, s extrahovanou RNA, tématicky dle článku. Darování je v samotných začátcích, tak ale někde se začít musí ... :)

Odpovědět


Re:

Jiří Novák,2018-05-16 22:18:18

Výhoda je, že krev a slivovici můžete darovat současně. Jenom ta separace je potom náročnější. Tedy v případě, že slivovici považujeme za tělní a nikoli pouze provozní tekutinu.

Odpovědět

Pokračovanie pokusu

Palo Fifunčík,2018-05-16 13:42:13

Interesantné by bolo sledovanie , ako sa uvedený spôsob zrýchlenia takto modifikovanej senzitívnej reaktivity bude správať naďalej , v zmysle dokedy efekt "transplantovanej RNA" vydrží ...

Odpovědět

Rychlost není vzpomínka

Radim Křivánek,2018-05-16 12:08:28

Já teda v popisovaném pokusu vidím přenos rychlosti fyziologické reakce, nikoli nějaké konkrétní vzpomínky. Leda že by článek nezmiňoval podstatnou věc, že zkoušeli uměle indoktrinované plže stresovat i jinak a tam se jejich pomalá reakce nezlepšila, přestože po nácviku toho schopni jsou.

Odpovědět


Re: Rychlost není vzpomínka

Josef Pazdera,2018-05-16 13:02:10

Obranný reflex na tento druh dráždění je považován za nervovou záležitost, neboť se šneci museli k takové rychlosti nejprve dopracovat opakovaným cvičením. Potvrzením nervové záležitosti je ona zmínka o senzorických neuronech, nikoli motorických. U těch motorických reakční rychlost se nezměnila. Jde tedy jakési vypěstování vyšší rychlosti zpracování informace, která míří do centra, nikoli nějaký tréning svalů a výkonného aparátu. Proto je možné hovořit o předání schopnosti (resp. Informace) z jedné nervové soustavy, na jinou nervovou soustavu, která pak prostřednictvím zcela klasicky fungujících odstředivých nervů u svalů zajistí normální sled událostí. Pravdu máte jen v tom, že jde o fyziologickou záležitost. Ale právě to se článek snaží naznačit – že nejde o předání něčeho, co se tréningem uchovalo na neuronech jako paměťová stopa, která funguje jen díky vytvořeným synapsím. Ale že jde o "informaci" schopnou předání prostřednictvím RNA a působením na jeden konkrétní typ neuronů.

Odpovědět


Re: Re: Rychlost není vzpomínka

Milan Krnic,2018-05-16 17:16:14

Nedaroval byste nějakou tekutinu? Taky bych chtěl umět napsat takové fantastické články ...

Odpovědět


Re: Re: Re: Rychlost není vzpomínka

Palo Fifunčík,2018-05-16 18:36:49

Myslel ste napríklad spermobanku ? :)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Rychlost není vzpomínka

Milan Krnic,2018-05-16 18:44:54

Tekutinu jsem myslel tématicky, nikoli v rámci vašich aktuálních pocitů :)

Odpovědět


Re: Re: Re: Rychlost není vzpomínka

Josef Pazdera,2018-05-16 19:46:57

Opisovateli cizích myšlenek netřeba přikládat zásluhy. Jedinou by snad mohla být volba tématu, ale ta bývá dílem náhody. To, co svádí přisuzovat olizovačům cizích mozků přemíru intelektu, je ve skutečnosti jen nutnost nějak vybruslit z nepochopení podstaty originálních podkladů.
Neschopnosti všeho druhu zaháním Sklepmistrem. Dvě decky pro příležitostné pocestné se v Telči vždy najdou, další ovšem už jen za své.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Rychlost není vzpomínka

Palo Fifunčík,2018-05-16 20:31:13

Osobne si vysoko vážim práce nadšených autorov či prekladatelov z cudzojazyčnej literatury . Pamätám totiž časy , keď vedecké časopisy za socializmu z akéhokolvek vedného odboru boli extrémna vzácnosť . Ńaša vzácne získaná sloboda /aj slova , ktorá na Slovensku zvlášť zďaleka slobodu nepripomína/ sa na osel.cz prejavuje tým , že tu dovolte čechizmus - aj nejaké "nejapné" príspevky vyjdú na svetlo božie ... Pre túto krásnu "pluralitu" názorov osel.cz.patrí medzi moje najoblubenejšie internetové stránky ...

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni


















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace