Aktuelle Forschungen zeigen, dass Gedächtnismechanismen, die einst als exklusiv für Neuronen betrachtet wurden, auch in nicht-neuronalen Zellen wie Nierenzellen wirken. Diese Entdeckung könnte unser Verständnis von Gedächtnis und Lernen in biologischen Systemen neu gestalten.
Historisch gesehen war Gedächtnis ein komplexes Thema, wobei Philosophen wie Platon und Aristoteles es als auf Wachstafeln eingraviert beschrieben. Die wissenschaftliche Untersuchung des Gedächtnisses begann im 19. Jahrhundert mit Hermann Ebbinghaus, der den Spacing-Effekt identifizierte, bei dem das Lernen verbessert wird, wenn Lernsitzungen über die Zeit verteilt sind.
Studien haben diesen Effekt bei verschiedenen Organismen bestätigt, einschließlich Seeschnecken und kultivierten Neuronen. Ebbinghaus' Erkenntnisse zeigen, dass verteiltes Lernen zu einer besseren Beibehaltung führt als das Lernen in kurzer Zeit.
Der Neurowissenschaftler Nikolay Kukushkin von der New York University untersuchte, ob dieser Spacing-Effekt auch bei nicht-neuronalen Zellen beobachtet werden kann. Durch die Verwendung von modifizierten Nierenzellen, die in Reaktion auf die Aktivierung des CREB-Proteins ein messbares Licht erzeugen, fand Kukushkins Team heraus, dass auch diese Zellen von zeitlich verteilten Stimuli profitieren. Vier Impulse von drei Minuten, getrennt durch zehn Minuten, führten zu mehr Lichtproduktion als ein einziger langer Impuls.
Diese Studie, veröffentlicht in Nature Communications, ist die erste, die einen komplexen, gedächtnisähnlichen Effekt in nicht-neuronalen Zellen demonstriert und darauf hindeutet, dass alle Zellen grundlegende Lernfähigkeiten besitzen könnten.
Darüber hinaus hat eine aktuelle Studie der Harvard University und des Genomregulationszentrums in Barcelona computergestützte Modelle verwendet, um zu zeigen, wie einzelne Zellen vergangene Erfahrungen abrufen, die zukünftigen Reaktionen beeinflussen. Rosa Martínez-Corral, die Leiterin der Studie, bemerkte, dass dies eine Form von zellulärem Gedächtnis darstellen könnte, die es den Zellen ermöglicht, schnell zu reagieren und gleichzeitig zukünftiges Verhalten zu beeinflussen.
Diese Erkenntnisse über zelluläre Gedächtnismechanismen könnten unser Verständnis von Gedächtnisprozessen verbessern und neue Strategien zur Verbesserung des Lernens und zur Behandlung von Gedächtnisproblemen bieten. Darüber hinaus könnten sie Einblicke in die Überwindung der Resistenz gegen Behandlungen geben, da Krebszellen lernen können, Chemotherapie zu tolerieren, und das Immunsystem sich an bösartige Zellen gewöhnen kann. Daher könnte die Erforschung des Gedächtnisses jenseits des Gehirns wertvolle Antworten auf grundlegende biologische Fragen liefern.