Se um verme sem cabeça pode crescer novamente na memória, então onde ele é armazenado? E se a memória pode ser restaurada, ela pode ser transferida?
O estudo da memória sempre foi um tópico estranho que se destacou na ciência. Na década de 1950, o obscuro professor de psicologia James McConnell , da Universidade de Michigan, ganhou as manchetes (e acabou se tornando uma espécie de celebridade ) com uma série de experimentos com planárias.- platelmintos de água doce. Eles admiravam McConnell não apenas porque possuíam, em suas palavras, "um tipo de sistema nervoso verdadeiramente sináptico". Eles também “tinham incríveis habilidades de regeneração. Na melhor das hipóteses, você pode cortar o verme em várias partes, até 50 pedaços ", e cada um deles será restaurado para" um organismo intacto e em pleno funcionamento ".
Nos primeiros experimentos, McConnell worms da maneira ensinada a Pavlova, combinando choques elétricos com lanterna. Como resultado, os vermes começaram a responder apenas à luz. E então, quando ele cortou um dos vermes ao meio, algo interessante aconteceu. A cabeça de um deles deixou crescer uma cauda e, por razões óbvias, reteve memórias do treinamento. É surpreendente que a cauda, que cresceu sua cabeça e cérebro, também retenha a memória do treinamento. Mas se o verme sem cabeça pode regenerar a memória, então onde ela está armazenada, McConnell se perguntou. E se a memória pode ser restaurada, ela pode ser transferida?
Talvez. Neurocientista sueco Holger Hudenna década de 1960, sugeriu que a memória é armazenada nas células neuronais, especificamente no RNA, uma molécula auxiliar que recebe instruções do DNA e liga os ribossomos para criar proteínas - os blocos de construção da vida. McConnell, interessado no trabalho de Huden, tentou estabelecer a presença de uma molécula hipotética, que chamou de "RNA de memória", enxertando partes do corpo de planárias treinadas no corpo de outras não treinadas. Ele tentou transferir RNA de um verme para outro, mas achou difícil tirar as partes enxertadas. Como resultado, ele mudou para "um tipo mais espetacular de transferência de tecido - engolir". Os planários eram canibais bem-sucedidos, então McConnell só podia moer os vermes treinados e alimentá-los com os não treinados. Planaria não tem ácidos e enzimas que destroem completamente os alimentos, então ele esperavaque algum RNA será capaz de se integrar em comedores.
Incrivelmente, McConnell relatouque a absorção de vermes treinados levou ao surgimento de novos conhecimentos entre os não treinados. Em outros experimentos, ele ensinou planários a andar por labirintos e até desenvolveu uma tecnologia para extrair RNA de vermes treinados para injetá-lo em outros não treinados para transferir memórias de um animal para outro. Em 1988, McConnell se aposentou e gradualmente desapareceu do radar, e seu trabalho foi condenado ao esquecimento e é salvo em algum lugar à margem dos livros didáticos como um conto engraçado de advertência. Muitos cientistas simplesmente presumiram que os invertebrados planários não poderiam ser treinados e rejeitaram o trabalho de McConnell. McConnell publicou alguns de seus trabalhos em sua própria revista Worm Runner's Digest trad.] junto com humor e quadrinhos de ficção científica. Como resultado, houve pouco interesse em replicar seus experimentos.
No entanto, recentemente o trabalho de McConnell começou a reviver . Eles estão sendo escolhidos por cientistas inovadores como Michael Levine, um biólogo da Tufts University especializado em regeneração de membros. Ele reproduziu experimentos sobre o treinamento de planárias para encontrar uma saída do labirinto em uma versão modernizada e automatizada. O Planaria também ganhou nova popularidade - depois que Levin cortou a cauda do verme e aplicou uma corrente bioelétrica ao corte , como resultado do verme cresceu outra cabeça em vez de uma cauda. Levin mais tarde recebeu o apelido engraçado de "jovem Frankenstein" por isso. Levin também enviou 15 pedaços do verme para o espaço, um dos quais voltou inesperadamente.com duas cabeças. Levin e seus colegas escreveram: "É surpreendente que, depois de cortar esse verme novamente na água, ele tenha gerado um fenótipo de duas cabeças".
David Glantzman, neurocientista da Universidade da Califórnia, em Los Angeles, está liderando outro programa de pesquisa promissor. Recentemente, ela se lembrou vividamente dos experimentos de McConnell com a memória - embora, em vez de planários, Glanzman usasse aplysia , um marisco amado pelos neurocientistas por seu sistema nervoso relativamente simples. Aplysias, também chamadas de focas barbudas, são lesmas marinhas gigantes que expelem um líquido de tinta e flutuam com suas asas onduladas.
Em 2015, Glanzman testou uma teoria da memória de livro didático: a memória é armazenada em sinapses que conectam neurônios. Sua equipe tentou criar e apagar a memória do Alysia batendo periodicamente no molusco com choques elétricos. O objetivo era fazer com que ele prolongasse o movimento reflexo de retração do tubo respiratório em forma de sifão localizado entre as guelras e a cauda. Após o treinamento, os cientistas viram novas sinapses aparecerem entre o neurônio sensorial que percebe o toque e o neurônio motor que aciona a retração do túbulo. O aumento do número de conexões entre os neurônios após o treinamento parecia apoiar a teoria do armazenamento da memória em conexões sinápticas. A equipe de Glanzman tentou apagar essa memória interrompendo as conexões sinápticas entre os neurônios. Depois disso,Enquanto os membros da equipe de Glanzman "lembravam" os moluscos do aprendizado com a próxima descarga, eles ficaram surpresos ao descobrir como novas e diferentes conexões sinápticas crescem entre os neurônios. Depois disso, os moluscos agiram como se lembrassem de um treinamento de sensibilização que haviam esquecido anteriormente.
As conexões sinápticas que surgiram como resultado do treinamento desapareceram e, em seu lugar, outras novas e completamente diferentes cresceram. Glanzman pensou: se a memória é preservada após essa mudança nas sinapses, então talvez a memória não seja armazenada nelas de forma alguma. O experimento lembrava um enredo do filme " Eternal Sunshine of the Spotless Mind ", onde ex-amantes, na tentativa de se esquecerem, passam por um duvidoso procedimento de apagamento da memória, mas acontece que ela não desaparece sem deixar vestígios. Em algum lugar no fundo de suas mentes, eles mantêm um plano: encontrar-se em Montauk. O filme parece dizer que a memória nunca desaparece sem deixar vestígios, que sempre se pode voltar, mesmo para pessoas e lugares aparentemente esquecidos.
Apesar do retrato bizarramente caricaturado da ciência da memória, The Eternal Sunshine pode tertropeçou na hipótese correta
Mas se as memórias não são armazenadas em links sinápticos, onde são armazenadas? A hipótese impopular de Glanzmann é que eles podem ser armazenados no núcleo dos neurônios, onde sequências de DNA e RNA fornecem instruções para a vida. As sequências de DNA são fixas e não mudam, então a maior parte da adaptabilidade do corpo reside em mecanismos epigenéticos flexíveis . São processos que direcionam a expressão gênica em resposta a estímulos ambientais - às vezes com a participação do RNA. Se imaginarmos o DNA na forma de cadernos de música, os mecanismos epigenéticos que passam pelo RNA são inserções e arranjos improvisados; são eles que podem se envolver no aprendizado e na memorização.
Talvez as memórias vivam em mudanças epigenéticas desencadeadas pelo RNA - essa molécula improvisada que cria adaptações de proteínas da vida. A equipe de Glanzman voltou às suas aplysias e as treinou por dois dias para estender o reflexo de retração. Eles então abriram seus sistemas nervosos, extraíram o RNA que formou a memória do aprendizado e os injetaram em aplysias não treinadas, que experimentaram no dia seguinte. A equipe de Glanzman descobriu que o RNA de doadores treinados desencadeou o aprendizado, enquanto o RNA de doadores não treinados não teve nenhum efeito no comportamento dos moluscos. Eles transferiram memória, em parte, mas definitivamente, de um animal para outro. E eles têm fortes evidências de que o RNA foi responsável pela transferência.
Agora Glanzman acredita que as sinapses são necessárias para ativar a memória, mas que a própria memória é codificada no núcleo do neurônio por meio de mudanças epigenéticas. “É como um pianista sem mãos”, diz Glanzman. "Ele sabe como jogar Chopin, mas precisa de suas mãos para realizar essas memórias."
O trabalho de Douglas Blaciston, um cientista do Allen Discovery Center da Tufts University que estudou a memória em insetos, mostra o mesmo quadro. Ele queria saber se a borboleta conseguia se lembrar de alguma coisa de sua vida como lagarta, então os expôs ao acetato de etila, seguido por um choque elétrico. Tendo adquirido aversão ao acetato de etila, as lagartas se tornaram pupas e, após a eclosão, as borboletas adultas foram testadas quanto à memória algumas semanas depois. Surpreendentemente, as borboletas adultas se lembravam de tudo - mas como? Afinal, a lagarta, antes de virar borboleta, torna-se uma sopa de citoplasma. “A transformação é catastrófica”, diz Blakiston. Afinal, estamos passando de um carro rastejante para um voador. Não apenas o corpo, mas todo o cérebro está sendo reconstruído. "
É bastante difícil estudar exatamente quais processos estão ocorrendo no corpo durante a pupação. No entanto, um subconjunto de neurônios da lagarta pode ser armazenado nos chamados. corpos de cogumelos - um par de estruturas responsáveis pelo sentido do olfato, que em muitos insetos estão localizados próximo às antenas. Em outras palavras, parte da estrutura é preservada. “Isso não é sopa”, diz Blakiston. "Bem, basicamente sopa, mas com pedaços." Durante a pupação, os neurônios são quase completamente removidos e os restantes são completamente separados de todos os outros. As conexões sinápticas são absorvidas e então conectadas a outros neurônios durante a transformação em um cérebro de borboleta. Blakiston, como Glanzman, faz uma analogia com as mãos: "Era como se neurônios de um pequeno grupo estivessem de mãos dadas, e então se soltassem e começassem a se mover, após o que se conectassem com outros neurônios no novo cérebro." Se a memória foi armazenada onde,então Blakiston acredita que foi armazenado em um subconjunto de neurônios localizados em corpos de cogumelos - o único material conhecido transmitido de lagarta para borboleta.
No final, apesar do retrato bizarramente caricaturado da ciência da memória, Eternal Sunshine pode ter tropeçado na hipótese correta. Primeiro, Glanzman e Blackston acreditam que seus experimentos trazem boas notícias para quem sofre de Alzheimer . Em segundo lugar, pode ser possível reparar as conexões neurais rompidas para que os neurônios possam encontrar o caminho de volta às memórias perdidas - talvez sob a orientação de um RNA adequado.