Nieuw onderzoek toont aan dat het mogelijk zou kunnen zijn om geheugen tussen organismen over te dragen door middel van overdracht RNA van een getraind organisme naar een ongetraind organisme
RNA of ribonucleïnezuur is de cellulaire 'boodschapper' die codeert voor eiwitten en de instructies van DNA naar andere delen van de cel transporteert. Er is aangetoond dat ze betrokken zijn bij de lange termijn geheugen in slakken, muizen enz. Ze beïnvloeden ook chemische tags in de DNA en dus de controle van de genschakelaar aan en uit. Deze RNA's vervullen vele functies, waaronder de regulering van verschillende processen in de cel die cruciaal zijn voor de ontwikkeling en bij ziekten.
RNA's houden de sleutel in handen
In de neurowetenschappen is het algemeen bekend dat het langetermijngeheugen wordt opgeslagen in verbindingen tussen de hersenen hersencellen (verbindingen worden synapsen genoemd) en elk neuron in onze hersenen heeft talloze synapsen. In een studie gepubliceerd in eNeuro, researchers suggest that storage of memory could involve change in gene expression induced by non-coding ribonucleic acids (RNAs) and memory could be stored in the nucleus of neurons with these RNAs holding the key. Researchers claim to have ‘transferred memory’ between two sea snails, one of which was a trained organism and the other untrained by using power of such RNAs. This breakthrough led by David Glanzman at University of California Los Angeles can give us more information about where the geheugen is stored and what is the underlying basis for it. The marine snail (Aplysia californica) was specifically chosen for the study as it is considered a brilliant model to analyse memory and brain. Also, a lot of information is available about the most simplistic form of “learning” done by this organism i.e. making long-term memories. These five inches long snails have large neurons which are relatively easy to work with. And most processes in cells and molecules are similar between marine snails and humans. It is interesting to note that snails have only about 20000 neurons compared to more than 100 billion in humans!
"Geheugenoverdracht" in slakken?
Onderzoekers begonnen hun experimenten door eerst de slakken te "trainen". Deze slakken kregen na een interval van 20 minuten vijf milde elektrische schokken aan hun staart en kregen na een dag opnieuw vijf van dergelijke schokken. Deze schokken zorgden ervoor dat de slakken een verwacht ontwenningssymptoom vertoonden om zichzelf te verdedigen - een actie om zichzelf te beschermen tegen dreigend kwaad, voornamelijk omdat deze schokken de prikkelbaarheid van sensorische neuronen in de hersenen verhoogden. Dus zelfs als de slakken, die de schokken hadden ontvangen, werden getikt, vertoonden ze deze onwillekeurige verdedigingsreflex die gemiddeld 50 seconden duurde. Dit wordt 'sensibilisatie' of een soort leren genoemd. Ter vergelijking: de slakken die de schokken niet hadden ontvangen, liepen een korte duur van ongeveer een seconde op toen ze werden getikt. Onderzoekers haalden RNA's uit het zenuwstelsel (hersencellen) van de groep 'getrainde slakken' (die de schokken hadden ontvangen en dus gesensibiliseerd) en injecteerden ze in een controlegroep van 'ongetrainde slakken' - die de schokken niet hadden gekregen. De training verwijst in feite naar 'ervaring opdoen'. Onderzoekers namen de hersencellen van getrainde slakken en kweekten ze in het laboratorium dat ze vervolgens gebruikten om de ongetrainde neuronen van ongetrainde slakken te wassen. Het RNA van een getrainde zeeslak werd gebruikt om een "engram" - een kunstmatig geheugen - te creëren in een ongetraind organisme van dezelfde soort. Dit zorgde voor een gesensibiliseerde respons die gemiddeld 40 seconden duurde bij ongetrainde slakken en alsof ze zelf de schokken hadden ontvangen en getraind waren. Deze resultaten suggereerden mogelijke 'overdracht van geheugen' van ongetrainde naar getrainde organismen en geven aan dat RNA's kunnen worden gebruikt om het geheugen in een organisme te wijzigen. Deze studie verduidelijkt ons begrip van hoe betrokken RNA's zijn bij de vorming en opslag van geheugen en dat ze misschien niet alleen de 'boodschappers' zijn zoals we ze kennen.
Gevolgen voor neurowetenschap
Om dit werk voort te zetten, willen onderzoekers de exacte RNA's identificeren die kunnen worden gebruikt voor 'geheugenoverdracht'. Dit werk opent ook de mogelijkheid om soortgelijke experimenten te repliceren in andere organismen, waaronder mensen. Het werk wordt door veel specialisten met scepsis bekeken en niet bestempeld als een daadwerkelijke 'overdracht van persoonlijke herinnering'. Onderzoekers benadrukken wel dat hun resultaten relevant kunnen zijn voor een specifiek type geheugen en niet voor het 'gepersonaliseerde' geheugen in het algemeen. De menselijke geest is nog steeds een raadselachtig mysterie voor neurowetenschappers, aangezien er heel weinig bekend is en het een grote uitdaging is om meer te proberen te begrijpen over hoe het werkt. Als deze studie ons begrip echter ondersteunt en ook bij mensen werkt, kan dit ertoe leiden dat we misschien 'de pijn van droevige herinneringen verminderen' of zelfs herinneringen herstellen of wakker maken, wat voor de meeste neurowetenschappers volkomen vergezocht klinkt. Het kan het meest gunstig zijn bij de ziekte van Alzheimer of posttraumatische stressstoornis.
***
{U kunt de originele onderzoekspaper lezen door op de DOI-link hieronder in de lijst met geciteerde bron(nen) te klikken}
Bron (nen)
Bédécarrats A 2018. RNA van getrainde aplysia kan een epigenetisch engram induceren voor langdurige sensibilisatie bij ongetrainde aplysia. ENEURO.
https://doi.org/10.1523/ENEURO.0038-18.2018
***
