Ý tưởng rằng ký ức cần có não bộ đang bị thách thức bởi những khám phá thú vị về các sinh vật đơn bào. Nghiên cứu gần đây cho thấy các tế bào có thể lưu trữ, xử lý và gợi nhớ thông tin theo những cách vượt xa những gì các nhà khoa học từng nghĩ là có thể. Phát hiện này đang định hình lại sự hiểu biết của chúng ta về ý nghĩa của việc ghi nhớ ở những cấp độ cơ bản nhất của sự sống.
Nấm nhầy thể hiện khả năng học tập đáng ngạc nhiên
Những người nuôi Physarium polycephalum , một loài nấm nhầy phổ biến, đã quan sát thấy những mô hình hành vi đáng chú ý cho thấy sự hình thành ký ức phức tạp. Những sinh vật đơn bào này ban đầu chấp nhận nhiều loại thức ăn khác nhau như bánh mì và các thực phẩm giàu carbohydrate khác, nhưng sau nhiều lần cho ăn, chúng tự nhiên từ chối những thức ăn mà trước đây chúng từng háo hức tiêu thụ. Hành vi này cho thấy nấm nhầy đang hình thành ký ức vượt xa những dấu vết hóa học đơn giản.
Những tác động này rất nổi bật. Nếu một tế bào đơn lẻ không có hệ thần kinh có thể nhớ những trải nghiệm trong quá khứ và thay đổi hành vi tương ứng, điều này thách thức những giả định cơ bản của chúng ta về trí thông minh và ký ức. Đây không chỉ là việc theo dõi các gradient hóa học hay phản ứng với các kích thích tức thời - nó có vẻ như là sự hình thành học tập và ký ức thực sự.
Các Lĩnh Vực Nghiên Cứu Chính Về Trí Nhớ Tế Bào:
- Cơ chế biểu sinh (methylation DNA, biến đổi histone)
- Nghiên cứu hành vi sinh vật đơn bào
- Trí nhớ tái sinh ở giun dẹp ( Planaria )
- Mô hình học tập của nấm nhầy
- Xử lý thông tin tế bào không cần hệ thần kinh
 |
|---|
| Nhà nghiên cứu Nikolay Kukushkin khám phá hành vi hình thành trí nhớ thú vị của nấm nhầy |
Tế bào lưu trữ thông tin thông qua nhiều cơ chế
Nghiên cứu hiện đại đã xác định được nhiều cách mà tế bào có thể ghi nhớ mà không cần dựa vào DNA hay mạng lưới thần kinh. Biểu sinh học đóng vai trò quan trọng, nơi mà quá trình methyl hóa DNA và các biến đổi histone tồn tại qua các lần phân chia tế bào mà không thay đổi mã di truyền cơ bản. Những cơ chế này cho phép tế bào duy trì thông tin về các trạng thái trước đó và tiếp xúc với môi trường qua các thế hệ.
Biểu sinh học: Nghiên cứu về những thay đổi trong biểu hiện gen không liên quan đến việc thay đổi trình tự DNA
Biến đổi histone: Những thay đổi hóa học đối với protein giúp đóng gói DNA , ảnh hưởng đến việc gen nào được bật hoặc tắt
Các Nhà Nghiên Cứu Nổi Bật:
- Michael Levin - Đại học Tufts, Giám đốc Trung tâm Khám phá Allen
- Harold Saxton Burr - Nhà phôi thai học năm 1928, đã tiến hành hơn 500 thí nghiệm về trường điện trong các sinh vật sống
- Lynn Margulis - Nhà sinh học tiến hóa, lý thuyết cộng sinh
- Peter Sterling - Nhà khoa học thần kinh Đại học Pennsylvania, lý thuyết Allostasis
 |
|---|
| Một biểu diễn nghệ thuật về các cấu trúc phức tạp của tế bào, làm nổi bật các cơ chế đằng sau trí nhớ tế bào |
Vượt xa những phản ứng máy móc đơn giản
Trong khi một số người xem hành vi tế bào như những phản ứng thuần túy máy móc đối với kích thích, bằng chứng cho thấy có điều gì đó tinh vi hơn đang xảy ra. Tế bào thể hiện khả năng giải quyết vấn đề và các chiến lược thích ứng vượt xa việc kích hoạt thụ thể cơ bản. Nghiên cứu cho thấy ký ức tế bào liên quan đến các mô hình phức tạp của kích thích, co bóp và tiết ra có thể được điều chỉnh dựa trên kinh nghiệm trong quá khứ.
Quá khứ quyết định tương lai và có rất, rất, rất, rất, RẤT nhiều cách để mã hóa quá khứ cho việc tự bảo tồn trong tương lai.
Quan điểm này mở ra những câu hỏi mới về bản chất của trí thông minh. Nếu ký ức và học tập có thể tồn tại ở cấp độ tế bào, điều này cho thấy rằng những khối xây dựng của nhận thức cơ bản hơn nhiều đối với sự sống so với những gì được hiểu trước đây. Những khám phá này hướng tới một quan điểm mà ký ức không chỉ được lưu trữ trong não bộ, mà còn được dệt vào cấu trúc của các hệ thống sống ở mọi cấp độ.
Tham khảo: What Can a Cell Remember?