(Ne gluži cieti apstiprināta teorija atmiņas zinātnē, kas liek domāt par līdzību ar elementārdaļiņu dīvainībām un par materiālais-garīgais robežjoslu)
Ja bezgalvains tārps spēj ataudzēt atmiņu, tad kur atmiņa glabājas? Un, ja atmiņu var atjaunot, vai to var pārcelt?
Atmiņas pētījumi vienmēr ir bijuši vieni no dīvainākajiem zinātnes priekšposteņiem. 1950-ajos kāds nepazīstams psīholoģijas profesors Mičiganas universitātē James McConnell’s izdarīja sensāciju – un galu galā kļuva par zināmu slavenību ar saldūdens tārpu Platyelminthes, ko sauc par planaria, izmēģinājumu virkni. McConnell’u šie tārpi piesaistīja ne vien, kā viņš rakstīja, ar “īsti sinaptisko nervu sistēmas tipu”, bet arī ar to, ka tiem ir “milzīga atjaunošanās spēja … labākajos apstākļos tos var sagriezt līdz pat 50 gabalos”, un katrs nogrieznis atjaunojas “par veselu pilnībā darbojošos organismu.”
Sākotnējos izmēģinājumos McConnell’s dresēja šos tārpus, ar à la Pavlov paņēmienu apvienojot elektrošoku ar gaismas zibšņiem. Galu galā tārpi reaģēja uz gaismu vien. Tad notika kaut kas interesants, kad viņš tārpus grieza uz pusēm. Vienas puses galvai pieauga aste, un, saprotams, saglabāja iedresēto atmiņu. Pārsteidza, ka iedresēto atmiņu saglabāja arī aste, kam pieauga galva un smadzenes. Ja bezgalvas tārps spēj atjaunot atmiņu, tad kur atmiņa glabājas, brīnījās McConnell’s. Un ja atmiņu var atjaunot. vai to var pārcelt?
McConnell’a darbība nesen piedzīvoja tādu kā atdzimšanu.
Varbūt. Zviedru neirobiologam Holger Hydén’am sešdesmitajos gados ienāca prātā doma, ka atmiņa glabājas neironu šūnās, īpaši RNS – kurjera molekulā, kas saņem norādījumus no DNS un piesaista tos ribosomām, lai veidotu olbaltumvielas – dzīvības pamatelementus.
McConnell’s, ieinteresējies par Hydén’a darbu, pūlējās pārbaudīt iedomātu molekulu, ko viņš nosauca par “atmiņas RNS”, iedresētas planārijas daļu pieaudzējot nedresētas planārijas ķermenim. Viņa nolūks bija pārcelt RNS no viena tārpa uz citu, bet, sastapies ar pieaudzēšanas grūtībām, viņš pievērsās “iespaidīgākam audu pārneses veidam – ‘kanibālistiskai aprīšanai’.” Planārijas ir piemērotas kanibālismam, tā ka McConnell’am bija vien jāsajauc iedresētie tārpi un jāizbaro tie nedresētajiem līdziniekiem. (Planārijām nav skābju un enzīmu, kas varētu pilnīgi sašķelt barību, tāpēc viņš cerēja, ka kaut cik RNS varētu iekļauties aprijušajos tārpos.
Pārsteidzoši, McConnell’s ziņoja, ka aprītie dresētie tārpi dresēto mācību nedresētajās planārijās ierosinājuši. Citos mēģinājumos viņš dresēja planārijas virzīties pa labirintu un pat izstrādāja paņēmienu kā izdalīt RNS no dresētajiem tārpiem, lai injicētu to nedresētiem tārpiem, pūloties pārcelt atmiņu no viena dzīvnieka uz otru. Galu galā pēc aiziešanas pensijā 1988.gadā McConnell’s nozuda no uzmanības loka, un viņa darbs tika nostumts uz mācību grāmatu sānjoslām kā dīvains bet brīdinošs nostāsts. Daudzi zinātnieki vienkārši pieņēma, ka bezmugurkaulainie, piemēram planārijas nav dresējamas, tā atvieglojot McConnell’a darba noraidīšanu. Arī McConnell’s dažus savus pētījumus publicēja savā žurnālā The Worm Runner’s Digest līdzās zinātniskās fantastikas jokiem un karikatūrām. Iznākumā atkārtot viņa atklājumus nebija diez kāda interese.
Tomēr McConnell’a darbs nesen ir pieredzējis kādu atdzimšanu, to ir uztvēruši novatoriski zinātnieki kā Michael Levin’s, biologs Tafta Universitātē, kurš specializējies locekļu atjaunošanā, kurš ir modernizēti un automatizēti atkārtojis viņa planāriju dresēšanu labirintā. Arī planārijas ir ieguvušas jaunu popularitāti – pēc tam, kad Levins nogrieza tārpa asti un pielika iegriezumam bioelektrisku strāvu, liekot tārpam ataudzēt otru galvu astes vietā (sagādājot Levinam mīlīgo iesauku “jaunais Frankenšteins”). Bez tam Levins 15 tārpa gabaliņus nosūtīja kosmosā, pie kam viens, visai dīvaini, atgriezās ar divām galvām (“zīmīgi,” Levins un viņa līdzstrādnieki rakstīja “pārgriežot šo divgalvaino tārpu atkal, tīrā ūdenī, atkal izveidojās divgalvains fenotips.”)
David Glanzman’am, neirobiologam Kalifornijas Universitātē, Losandželosā, bija cita daudzsološa pētījumu programma, kas nesen atsauca atmiņā McConnell’a atmiņas eksperimentus – lai gan planāriju vietā Glanzman’a laboratorija strādāja lielākoties ar aplysia, dēļ visai vienkāršās nervu sistēmas neirozinātnē izvēlētu molusku. (Saukts arī par “jūras zaķi”, aplysia ir milzīgs tintains jūras gliemis, kas peld ar viļņojošiem kruzuļainiem spārniem.)
2015.gadā Glanzman’s pārbaudīja mācību grāmatu teoriju par atmiņu, kas apgalvo, ka atmiņa tiek glabāta sinapsēs (funkcionāla kontaktvieta starp nervu šūnām vai nervu šūnām un izpildorgānu šūnām) – savienojumos starp neironiem. Viņa grupa, pūloties radīt un dzēst aplysia atmiņu, periodiski deva mērenu elektrošoku, lai iedresētu molusku paildzināt refleksu, kad tas no pieskāriena atvelk sifonu, tievu elpošanas cauruli starp žaunām un asti. Pēc dresēšanas viņa laboratorija konstatēja jaunu sinaptisku pieaugumu starp sajūtu neironu, kas juta pieskārienu, un motorisko neironu, kas iedarbina sifona atvilkšanas refleksu. Attīstība pēc dresūras, pastiprinātā saikne starp šiem neironiem šķietami apstiprināja teoriju, ka atmiņa tiek glabāta sinaptiskajos savienojumos. Glanzman’a grupa mēģināja izdzēst iedresēto atmiņu, atvienojot sinaptiskos savienojumus starp neironiem, un tiešām moluski pēc tam izturējās tā, it kā būtu pazaudējuši atmiņu, vēl vairāk apstiprinot sinaptiskās atmiņas teoriju. Pēc tam Glanzman’a grupa deva gliemjiem “atgādinājuma” šoku, un pētnieki bija pārsteigti, ka drīz pamanīja atšķirīgus, jaunākus sinaptiskos savienojumus, kas aug starp neironiem. Gliemji uzvedās atkal it kā atcerētos sajūtinošo dresūru, ko šķietami bija tikko aizmirsuši.
Ja atmiņa pastāvēja tik lielā sinaptiskā pārmaiņā, kurā dresūrā radītie sinaptiskie savienojumi, bija zuduši, un to vietu ieņēma jaunāki pilnīgi citādi savienojumi, tad varbūt, kā spriež Glanzman’s, galu galā atmiņa īstenībā netiek glabāta sinapsēs. Šis eksperiments šķiet kā kaut kas no ‘Neaptraipītā prāta mūžīgā līksme’ – filmas, kurā bijušie mīlētāji, mēģinot aizmirst viens otru, veic apšaubāmu procedūru, kas izdzēš cilvēka atmiņu, bet acīmredzami ne līdz neatgūstamības punktam. Abi mīlētāji noglabā nodomu dziļi savos prātos, lai beigās satiktos Montauk’ā Longailendā. Filma zināmā mērā vedina domāt, ka atmiņas pilnīgi nezūd nekad, ka tām vienmēr ir iespēja atgriezties, pat par cilvēkiem un vietām, kas šķiet sen aizmirsti.
Beigās par spīti dīvainajai atmiņas zinātnes karikatūrai ‘Mūžīgā līksme’ varbūt paklūp uz pareizas premisas.
Pievērsieties Features / Universal / Rosenfeld Media / Flickr.
Bet ja atmiņa netiek glabāta sinaptiskajos savienojumos, kur tad? Glanzman’a nepopulārs pieņēmums bija, ka tā varbūt ir neironu šūnu kodolos, kur DNS un RNS sekvences sastāda norādījumus dzīvības norisēm. DNS sekvences ir pastāvīgas un nemainīgas, tā ka organisma piemērošanās spēja lielākoties nāk no ietekmējamiem epiģenētiskiem mehānismiem, norisēm, kas regulē gēnu izpausmes reaģējot uz vides signāliem vai spriegumiem, kas dažkārt iesaista RNS. Ja DNS ir drukātu nošu mūzika, RNS ierosināti epiģenētiski mehānismi ir kā improvizācijas fasons un aranžijas, kas varbūt diriģē mācīšanos un atmiņu.
Varbūt atmiņa mājo RNS ierosinātās epiģenētiskās izmaiņās, kas pilnveido molekulas, kas orķestrē proteīnos pamatotu dzīvības pielāgošanos. Glanzman’a laboratorija atgriezās pie savas aplysia un dresēja tās divas dienas, lai paildzinātu to sifona atvilkšanas refleksu. Tad viņi secēja to nervu sistēmas, izdalot RNS, kas iesaistīta dresēšanas atmiņā, un injicēja to nedresētās aplysia, kuru iemācīšanos pārbaudīja dienu vēlāk. Glanzman’a grupa atrada, ka RNS no dresētiem donoriem izraisīja iemācīšanos, bet no nedresētiem ietekmes nebija. Viņi bija nodevuši atmiņu, neskaidri, tomēr droši, no dzīvnieka uz dzīvnieku, un viņiem bija spēcīgs pierādījums, ka atmiņu pārnesošais aģents bija RNS.
Glanzman’s tagad uzskata, ka sinapsi atmiņas aktivizēšanai nepieciešami ir, bet atmiņa tiek iekodēta neirona kodolā caur epiģenētiskām izmaiņām. Glanzman’s teic, “tas ir kā pianists bez rokām. Viņš var zināt kā spēlēt Šopēnu, bet atmiņas vingrināšanai viņam vajag rokas.”
Douglas Blackiston’a, Allen Discovery Center zinātnieka Tafta Universitātē, kurš pētīja kukaiņu atmiņu, darbs iezīmē līdzīgu ainu. Viņš gribēja uzzināt, vai tauriņš var atcerēties kaut ko no savas kā kāpura dzīves, tāpēc viņš pakļāva kāpurus etilacetāta smakai, kam sekoja mērens elektrošoks. Iemantojuši nepatiku pret etilacetātu, kāpuri iekūņojās, un pēc dažām nedēļām izkūņojušies par pieaugušiem tauriņiem, tika pārbaudīti uz to nepatikas dresūru. Pārsteidzoši, pieaugušie tauriņi atcerējās – bet kā? Pirms metamorfozes par tauriņu viss kāpurs kļūst par citoplazmisku zupu. Blackiston’s teic “Šī pārveide ir katastrofāla. Galu galā no kāpurķēžu mašīnas nonākam pie lidmašīnas. Jāpārinstalē ne vien ķermenis, bet arī visas smadzenes.”
Precīzi pētīt, kas notiek pārkūņošanās gaitā in vivo, ir grūti, bet ir kāpuru neironu apakškopa, kas var pastāvēt tā sauktajos “sēņu ķermeņos”, veidojumu pārī, kas iesaistīts ožas spējā, un kas daudziem kukaiņiem atrodas pie antenām. Citiem vārdiem, kaut kādi veidojumi saglabājas. Blackiston’s teic, “tā nav zupa. Nu labi, zupa, bet ar kunkuļiem.” Izkūņošanās gaitā notiek gandrīz pilnīga neironu apcirpšana, un daļa palikušo neironu tiek atdalīti no citiem neironiem, atvienojot šajā norisē sinaptiskos savienojumus, līdz tie no jauna savienojas ar citiem neironiem, pārveidojoties par tauriņa smadzenēm. Blackiston’s tāpat kā Glanzman’s izmanto līdzību ar rokām: “Tas ir kā neironu grupiņa, kas sadevušies rokās, tās atlaiž un pārvietojušies beigās sadodas rokās ar citiem neironiem jaunās smadzenēs.” Ja atmiņa kaut kur glabāta tiek, Blackiston’s pieņem, ka neironu apakškopā, kas atrodas sēņveida ķermeņos, vienīgajā zināmajā nesējā starp kāpuru un tauriņu.
Nobeidzot, neraugoties uz savu dīvaino atmiņas zinātnes karikatūru, Eternal Sunshine varbūt ir paklupis uz pareiza pieņēmuma. Ne tikai tas, ka Glanzman’s un Blackiston’s uzskata, ka viņu pētījumi nes cerīgu vēsti Alcheimera pacientiem, bet arī, ka varbūt ir iespējams remontēt bojātus neironus, kas var, mazākais teorētiski, atrast savu ceļu uz zudušo atmiņu, varbūt piemērotas RNS vadībā.
http://nautil.us/blog/memories-can-be-injected-and-survive-amputation-and-metamorphosis
Gara dāvanas 