ヘッドレスワームがメモリを再成長できる場合、それはどこに保存されますか？そして、メモリを復元できる場合、それを転送できますか？
記憶の研究は常に科学において際立った奇妙なトピックでした。 1950年代に、ミシガン大学のあいまいな心理学教授であるジェームズ・マコーネルは、プラナリアに関する一連の実験で注目を集めました（そして最終的には有名人のようになりました）。-淡水フラットワーム。彼らは、彼の言葉で「真にシナプス型の神経系」を持っていたという理由だけでなく、マコーネルを賞賛しました。彼らはまた、「信じられないほどの再生能力を持っていました。最良のシナリオでは、ワームを最大50個の多くの部分に切断でき、それぞれが「無傷で完全に機能する生物」に復元されます。
初期の実験では、McConnellワームは、電気ショックと懐中電灯を組み合わせてPavlovaに教えました。その結果、ワームは光だけに反応し始めました。そして、彼がワームの1つを半分に切ったとき、何か面白いことが起こりました。そのうちの一人の頭は尻尾を伸ばし、明らかな理由で訓練の記憶を残しました。頭と脳が成長した尾も訓練の記憶を保持していたのは驚くべきことです。しかし、ヘッドレスワームがメモリを再成長させることができる場合、それはどこに保存されているのか、マコーネルは疑問に思いました。そして、メモリを復元できる場合、それを転送できますか？
多分。スウェーデンの神経科学者ホルガー・ヒューデン1960年代に、記憶は神経細胞、特にRNAに保存されることが示唆されました。これは、DNAからの指示を受け取り、リボソームを結合してタンパク質（生命の構成要素）を作成する補助分子です。ヒューデンの研究に興味を持ったマコーネルは、訓練されたプラニア人の体の部分を訓練されていない人の体に移植することによって、彼が「記憶RNA」と呼んだ架空の分子の存在を確立しようとしました。彼はあるワームから別のワームにRNAを転送しようとしましたが、移植された部分を取得するのは困難でした。その結果、彼は「より壮観なタイプの組織移植-嚥下」に切り替えました。プラナリアンは成功した人食い人種だったので、マコーネルは訓練されたワームを挽いて訓練されていないワームに与えることしかできませんでした。プラナリアには食べ物を完全に破壊する酸や酵素がないので、彼は望みました一部のRNAは食べる人に統合できるようになります。
信じられないほど、McConnellは報告しました訓練されたワームの吸収が訓練されていない人々の間で新しい知識の出現につながったこと。他の実験では、彼はプラナリアンに迷路を歩くように教え、訓練されたワームからRNAを抽出して訓練されていないワームに注入し、ある動物から別の動物に記憶を移す技術を開発しました。 1988年、マコーネルは引退し、次第にレーダーから姿を消し、彼の作品は忘却に委ねられ、教科書の余白のどこかに面白い警告として保存されました。多くの科学者は、平面の無脊椎動物は訓練できないと単純に想定し、マコーネルの研究を却下しました。 McConnellは彼の作品のいくつかを彼自身の雑誌WormRunner'sDigestに掲載しましたtransl。] SFユーモアとコミックと一緒に。その結果、彼の実験を再現することにほとんど関心がありませんでした。
しかし、最近、マコーネルの仕事が復活し始めました。それらは、手足の再生を専門とするタフツ大学の生物学者であるマイケル・レビンのような革新的な科学者によって取り上げられています。彼は、近代化され自動化されたバージョンで迷路からの出口を見つけるためにプレーナリアンを訓練する実験を再現しました。プラナリアも新たな人気を博しました。レビンがワームの尾を切り落とし、その切り口に生体電流を流した結果、ワームは尾ではなく別の頭を成長させました。レビンはその後、この面白いニックネーム「若いフランケンシュタイン」を受け取りました。レビンはまた、15個のワームを宇宙に送りましたが、そのうちの1つが予期せず戻ってきました。2つの頭で。レビンと彼の同僚は、「このワームを再び水中で切断した後、再び双頭の表現型を示したことは驚くべきことです」と書いています。
カリフォルニア大学ロサンゼルス校の神経科学者であるDavidGlantzmanは、別の有望な研究プログラムを主導しています。最近、彼女はマコーネルの記憶に関する実験を鮮明に思い出しました-プラナリアンの代わりに、グランツマンは比較的単純な神経系のために神経科学者に愛されている貝であるアプリシアを使用しました。あごひげを生やしたアザラシとも呼ばれるアプリシアは、インクの液体を吐き出し、レースの波のような翼で泳ぐ巨大な海のナメクジです。
2015年、Glantsmanは教科書の記憶理論をテストしました。記憶はニューロンを接続するシナプスに保存されます。彼のチームは、定期的にクラムに放電を当てることで、アリシアの記憶を作成および消去しようとしました。目標は、鰓と尾の間にあるサイフォン型の呼吸管の収縮の反射運動を延長させることでした。訓練後、科学者たちは、触覚を感知する感覚ニューロンと尿細管の収縮を引き起こす運動ニューロンの間に新しいシナプスが現れるのを見ました。トレーニング後のニューロン間の接続数の増加は、シナプス接続におけるメモリストレージの理論をサポートしているように見えました。グランツマンのチームは、ニューロン間のシナプス接続を破壊することにより、この記憶を消去しようとしました。その後、グランツマンのチームのメンバーは、次の退院で学習の軟体動物を「思い出させた」とき、ニューロン間で新しい異なるシナプス接続がどのように成長するかを見つけて驚いた。その後、軟体動物は、以前に忘れていた感作トレーニングを覚えているかのように振る舞いました。
訓練の結果として現れたシナプスのつながりは消え、代わりに新しく完全に異なるものが成長しました。グランツマンは考えました：もしそのようなシナプスの変化の後に記憶が保存されているなら、おそらく記憶はそれらに全く保存されていません。実験は映画「染みのない心の永遠の太陽」の陰謀に似ていて、元恋人たちがお互いを忘れようとして疑わしい記憶消去手順を経たが、跡形もなく消えることはないことがわかった。彼らの心のどこかで彼らは計画を立てています：モントークで会うこと。この映画は、記憶が跡形もなく消えることはなく、一見忘れられた人や場所であっても、いつでも戻ることができると言っているようです。
記憶科学の奇妙に似顔絵の描写にもかかわらず、永遠の太陽は持っているかもしれません正しい仮説に出くわした
しかし、記憶がシナプスリンクに保存されていない場合、それらはどこに保存されますか？グランツマンの不人気な仮説は、それらがニューロンの核に保存される可能性があるというものであり、そこではDNAとRNAの配列が生命の指示を形成します。 DNA配列は固定されており、変化しないため、体の適応性のほとんどは柔軟なエピジェネティックなメカニズムにあります。これらは、環境刺激に応答して遺伝子発現を指示するプロセスです-時にはRNAの関与を伴います。 DNAを音楽ノートの形で想像すると、RNAを通過するエピジェネティックなメカニズムは、即興の挿入と配置です。学習と暗記に従事できるのは彼らです。
たぶん、記憶はRNAによって引き起こされたエピジェネティックな変化の中に生きています-生命のタンパク質適応を作り出すこの即興の分子。グランツマンのチームは彼らの麻痺に戻り、尿細管収縮反射を延長するために2日間彼らを訓練しました。次に、彼らは神経系を切り開き、学習の記憶を形成するRNAを抽出し、訓練されていない無力症に注射し、翌日経験しました。グランツマンのチームは、訓練を受けたドナーからのRNAが学習を誘発したのに対し、訓練を受けていないドナーからのRNAは軟体動物の行動に影響を与えなかったことを発見しました。彼らは、部分的ではあるが確実に、ある動物から別の動物に記憶を移した。そして、彼らはRNAが転送の原因であったという強力な証拠を持っています。
現在、グランツマンは、記憶を活性化するためにシナプスが必要であると信じていますが、記憶自体は、エピジェネティックな変化を通じてニューロンの核にコード化されています。 「それは手を使わないピアニストのようなものです」とグランツマンは言います。 「彼はショパンの遊び方を知っていますが、それらの思い出を実現するために彼の手が必要です。」
同じ絵は、昆虫の記憶を研究したタフツ大学のアレンディスカバリーセンターの科学者であるダグラスブラックイストンの作品によって描かれています。彼は蝶が幼虫としての生活から何かを思い出すことができるかどうか知りたかったので、彼はそれらを酢酸エチルにさらし、続いて電気ショックを与えました。酢酸エチルへの嫌悪感を獲得した後、幼虫は蛹化し、孵化した後、成体の蝶は数週間後に記憶についてテストされました。驚いたことに、大人の蝶はすべてを覚えていました-しかし、どのように？結局のところ、幼虫は蝶に変わる前に、細胞質のスープになります。 「変革は悲惨です」とBlakistonは言います。 -結局のところ、私たちは這う車から飛ぶ車に移行しています。体だけでなく、脳全体が再構築されています。」
子育て中に体内でどのようなプロセスが起こっているのかを正確に研究することはかなり困難です。ただし、キャタピラーニューロンのサブセットは、いわゆるに格納できます。キノコの体-臭いの感覚の原因となる一対の構造で、多くの昆虫ではアンテナの隣にあります。つまり、構造の一部が保持されます。 「これはスープではありません」とBlakistonは言います。 「まあ、基本的にはスープですが、ピースが付いています。」蛹化の間、ニューロンはほぼ完全に除去され、残りのニューロンは他のすべてから完全に遮断されます。シナプス接続は吸収され、蝶の脳への変換中に他のニューロンに接続されます。ブランツマンのように、ブラキストンは手で類推します。「まるで小さなグループのニューロンが手をつないでいるようで、お互いを手放して動き始め、その後、新しい脳の他のニューロンと接続しました。」メモリがどこに保存されている場合、その後、Blakistonは、キノコの体にあるニューロンのサブセットに保存されたと考えています。これは、毛虫から蝶に伝達される唯一の既知の物質です。
結局、記憶科学の奇妙に似顔絵の描写にもかかわらず、永遠の太陽は正しい仮説に出くわしたかもしれません。まず、グランツマンとブラックストンは、彼らの実験がアルツハイマーの患者にとって良いニュースであると信じています。第二に、おそらく適切なRNAのガイダンスの下で、ニューロンが失われた記憶に戻る方法を見つけることができるように、壊れた神経接続を修復することが可能かもしれません。