根據新的研究，從滲出的變形蟲到我們身體自身的構建塊，單個細胞似乎能夠進行一種復雜的學習，這種學習通常與整個神經系統有關。
哈佛醫(yī)學院的生物學家Jeremy Gunawardena說：“這一發(fā)現為我們揭開了一個令人興奮的新謎團：沒有大腦的細胞是如何處理如此復雜的事情的？”
所討論的學習形式被稱為“習慣化”，當對無獎勵刺激的反應隨著重復次數的增加而減少時，就會發(fā)生這種學習形式。例如，它描述了為什么野生動物可能會習慣人類的存在，或者為什么隨著時間的推移，房間的異常氣味會變得不那么明顯。
馬克斯普朗克研究所的神經生物學家Lina Eckert和他的同事們，利用計算機模型快速測試了哺乳動物細胞和被稱為纖毛蟲的單細胞生物體內的分子網絡。他們發(fā)現了四個分子網絡，每個網絡都有一個雙響應系統，其中一個響應的消散速度比另一個慢得多。
這種對沖動作出不同反應的能力就是習慣化。緩慢消散的反應可以阻礙對沖動的短期反應，有效地使細胞適應刺激。一旦慢反應消退，快反應回來，反應就會再次以原來的強度被觸發(fā)。
“我們認為這可能是細胞水平上的一種‘記憶’，使細胞既能立即做出反應，又能影響未來的反應，”基因組調控中心的生物學家Rosa Martinez解釋說。
該團隊尚未在活細胞中證實他們的發(fā)現，但習慣化已經在纖毛蟲中得到證實。
Rosa Martinez說：“我們的方法可以幫助我們優(yōu)先考慮哪些實驗最有可能產生有價值的結果，節(jié)省時間和資源，并帶來新的突破?！?/p>
如果研究人員的發(fā)現是正確的，并且確定的分子網絡被證實是細胞記憶的一種形式，那么了解它們的工作原理可以揭示防止我們的免疫系統適應癌細胞存在的方法。
“這類似于錯覺，”Gunawardena解釋道。“如果我們知道這些錯誤的感知是如何在免疫細胞中編碼的，我們可能能夠重新設計它們，使免疫細胞開始正確地感知它們的環(huán)境，腫瘤變得可見為惡性，然后它們開始工作。現在這只是一個幻想，但這是一個我愿意探索的方向?！?/p>
這并不是最近在細胞中發(fā)現的唯一一種學習方式。另一個研究小組最近發(fā)現，細胞也可能具有通過重復學習的能力。
“在有大腦的動物之外學習的問題一直充滿爭議，從歷史的角度來看，這往往既是意識形態(tài)的，也是科學的，”Eckert和他的團隊說。
“因為單細胞生物必須解決與任何生物相同的生存問題 …… 進化為它提供了類似于動物使用的基本學習形式，這似乎是合理的?！?/p>
這項研究發(fā)表在《當代生物學》雜志上。
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