Τα σκουλήκια Caenorhabditis elegans έχουν σύντομη μνήμη, ξεχνώντας νέες πληροφορίες μόλις μετά από δύο με τρεις ώρες.
Ωστόσο, αν τα σκουλήκια αυτά τοποθετηθούν σε ψυχρό περιβάλλον, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι δεν θα ξεχάσουν τις πληροφορίες που έλαβαν, μέχρι να επιστρέψουν σε θερμοκρασία δωματίου, σύμφωνα με μία νέα μελέτη.
Τα σκουλήκια Caenorhabditis elegans, που χρησιμοποιούνται στο εργαστήριο διατηρούν τη μνήμη τους δυνατή μόνο αν τοποθετηθούν ξαφνικά σε χαμηλή θερμοκρασία. Αν τους επιτραπεί να εγκλιματιστούν στο κρύο περνώντας τη νύχτα σε δροσερές συνθήκες πριν εκπαιδευτούν και τοποθετηθούν στον πάγο, ξεχνούν τις πληροφορίες τόσο γρήγορα όσο συνήθως. Εάν τους χορηγηθεί το φάρμακο λίθιο, μένουν επίσης οι πληροφορίες στη μνήμη τους για περισσότερο από το κανονικό, ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου.
Το project εστιάζει στο μυστήριο του τρόπου με τον οποίο δημιουργούνται και απορρίπτονται οι αναμνήσεις. Εγείρει επίσης ερωτήματα σχετικά με το γιατί η οξύτητα των αναμνήσεων ενός σκουληκιού αλλάζει υπό διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες.
Οι επιστήμονες διερευνούν εάν αυτή η διαδικασία μπορεί να δοκιμαστεί και σε άλλους οργανισμούς, οι οποίοι μπορούν να επιβιώσουν σε χαμηλές θερμοκρασίες, όπως τα μικρά ζώα που ονομάζονται βραδύπορες και ορισμένα είδη χελωνών.
Η έρευνα είναι «καταπληκτική», λέει ο μοριακός βιολόγος Ilya Ruvinsky στο Πανεπιστήμιο Northwestern στο Evanston του Ιλινόις, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα. «Η δημιουργία αναμνήσεων είναι ένα εγγενώς ενδιαφέρον πρόβλημα. Αλλά δεν συμβαίνει μεμονωμένα», προσθέτει.
Επικεφαλής της ερευνητικής εργασίας ήταν ο γενετιστής Oded Rechavi στο Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ στο Ισραήλ. Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο bioRxiv στις 3 Απριλίου και δεν έχει ακόμη αξιολογηθεί από ομοτίμους.
Πώς εκπαιδεύουν οι επιστήμονες τα σκουλήκια ώστε να αντιδρούν σε μυρωδιές
Ασφαλώς, δεν μπορούμε απλώς να ρωτήσουμε ένα σκουλήκι αν θυμάται κάτι. Για να το ξεπεράσουν αυτό, οι επιστήμονες εκπαιδεύουν ένα σκουλήκι να αντιπαθεί μια μυρωδιά που θα ήθελε κανονικά, εκθέτοντάς το σε αυτή τη μυρωδιά καθώς υπομένει μια σύντομη περίοδο ασιτίας. Δύο ώρες αφότου μάθει να αντιπαθεί τη μυρωδιά, το σκουλήκι έχει ξεχάσει την αρνητική συσχέτιση και έλκεται ξανά από τη μυρωδιά.
Για να μελετήσει το σχηματισμό μνήμης, η τότε πτυχιούχος φοιτήτρια του Rechavi, Dana Landschaft Berliner, έβαλε σκουλήκια στον πάγο. Διαπίστωσε ότι τα ζώα διατήρησαν τις αναμνήσεις τους που σχετίζονται με τη μυρωδιά ενώ ήταν παγωμένα για τουλάχιστον 16 ώρες. Ωστόσο, μόλις τα πλάσματα απομακρύνθηκαν από τον πάγο, το «ρολόι» της μνήμης τους φάνηκε να επανεκκινεί. Μετά από τρεις ώρες, είχαν ξεχάσει την αποστροφή τους για τη μυρωδιά.
Η Berliner εντόπισε διάφορους τρόπους για να επηρεάσει τη μνήμη σκουληκιών. Όταν τα σκουλήκια ήταν σε ψυχρό περιβάλλον για μια νύχτα πριν από την εκπαίδευση μνήμης, ξέχασαν γρήγορα τη μυρωδιά, όπως συνήθως. Στα σκουλήκια δόθηκε λίθιο και μετά τοποθετήθηκαν στον πάγο για να διατηρήσουν τη μνήμη τους, όπως ακριβώς συνέβη και με τα σκουλήκια που δεν είχαν λάβει λίθιο. Αλλά τα σκουλήκια στα οποία δόθηκε λίθιο διατήρησαν επίσης τις μνήμες τους σε θερμοκρασία δωματίου, ενώ εκείνα χωρίς φαρμακευτική αγωγή δεν το έκαναν.
Τι είναι η διακυλογλυκερόλη
Το κλειδί για αυτές τις αποκρίσεις μπορεί να είναι η διακυλογλυκερόλη. Στο C. elegans, είναι γνωστό ότι ρυθμίζει τις κυτταρικές διεργασίες που σχετίζονται με τη μνήμη και τη μάθηση και ότι είναι απαραίτητη για τη μάθηση που σχετίζεται με τη μυρωδιά.
Και στις δύο θεραπείες με πάγο και λίθιο, η διατήρηση της μνήμης συνδέθηκε με μειωμένα επίπεδα διακυλογλυκερόλης, βρήκαν οι συγγραφείς της μελέτης. Η ομάδα ονόμασε το κύκλωμα διακυλογλυκερόλης «διακόπτη λήθης» λόγω της συμμετοχής του στην καθυστέρηση της απώλειας μνήμης.
Η σύνδεση μεταξύ των χαμηλών επιπέδων διακυλογλυκερόλης και του λιθίου είναι λογική: το λίθιο είναι γνωστό ότι αναστέλλει ένα ένζυμο που αποτελεί έναν πρόδρομο της διακυλογλυκερόλης. Αυτό θεωρείται ότι αποτελεί τη βάση της επίδρασης του λιθίου σε άτομα με διπολική διαταραχή, λέει η Rechavi.
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν επίσης ότι η διατήρηση της μνήμης σχετίζεται με την ακαμψία της κυτταρικής μεμβράνης, η οποία αυξάνεται στο κρύο.
Δύο στελέχη μεταλλαγμένου σκουληκιού που έχουν ασυνήθιστα άκαμπτες μεμβράνες ήταν πιο δύσκολο από τα κανονικά σκουλήκια να έχουν απώλεια μνήμης, ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου. Η φυσική σκλήρυνση της μεμβράνης φαίνεται να καθυστερεί τη λήθη, έδειξαν τα πειράματα.
