Les cellules situées au-delà du cerveau présentent des capacités de mémoire surprenantes

Résumé: De nouvelles recherches révèlent que les cellules situées à l’extérieur du cerveau peuvent stocker et traiter des souvenirs, remettant en question l’idée selon laquelle la mémoire est limitée aux neurones. Les scientifiques ont découvert que les cellules non cérébrales, lorsqu’elles sont exposées à des signaux chimiques espacés, activaient un « gène de mémoire » de la même manière que les neurones.

Cette découverte suggère que l’apprentissage par répétition pourrait être une propriété fondamentale de toutes les cellules. Les résultats élargissent non seulement notre compréhension de la mémoire, mais pourraient également inspirer de nouveaux traitements pour les affections liées à l’apprentissage et à la mémoire.

L’étude suggère que notre corps pourrait stocker des informations d’une manière que l’on pensait auparavant propre au cerveau. Des recherches futures pourraient explorer la manière dont les organes « se souviennent » des expériences passées, avec des implications sur la santé et la maladie.

Faits clés:

• Mémoire non cérébrale: Les cellules des tissus nerveux et rénaux ont activé un « gène de mémoire » après une stimulation espacée, semblable aux neurones.
• Effet massé-espacé: Les cellules non cérébrales retenaient plus fortement les signaux avec des signaux chimiques répétés et espacés que les signaux continus.
• Perspectives futures: Cela pourrait conduire à des traitements innovants pour les troubles de la mémoire et à une compréhension plus approfondie du fonctionnement des organes.

Source: NYU

Il est de notoriété publique que notre cerveau, et plus particulièrement nos cellules cérébrales, stocke des souvenirs. Mais une équipe de scientifiques a découvert que les cellules d’autres parties du corps remplissent également une fonction de mémoire, ouvrant de nouvelles voies pour comprendre le fonctionnement de la mémoire et créant le potentiel d’améliorer l’apprentissage et de traiter les affections liées à la mémoire.

« L’apprentissage et la mémoire sont généralement associés uniquement au cerveau et aux cellules cérébrales, mais notre étude montre que d’autres cellules du corps peuvent également apprendre et former des souvenirs », explique Nikolay V. Kukushkin de l’Université de New York, l’auteur principal de l’étude, qui apparaît dans le journal Communications naturelles.

La recherche visait à mieux comprendre si les cellules non cérébrales contribuent à la mémoire en empruntant à une propriété neurologique établie de longue date – l’effet d’espacement massé – qui montre que nous avons tendance à mieux retenir les informations lorsqu’elles sont étudiées à intervalles espacés plutôt qu’à un seul intervalle. session intensive, mieux connue sous le nom de bachotage pour un examen.

Dans le Communications naturelles Dans leur recherche, les scientifiques ont reproduit l’apprentissage au fil du temps en étudiant deux types de cellules humaines non cérébrales en laboratoire (une provenant du tissu nerveux et une du tissu rénal) et en les exposant à différents modèles de signaux chimiques, tout comme les cellules cérébrales sont exposées à des modèles. des neurotransmetteurs lorsque nous apprenons de nouvelles informations.

En réponse, les cellules non cérébrales ont activé un « gène de mémoire » – le même gène que les cellules cérébrales activent lorsqu’elles détectent un modèle dans l’information et restructurent leurs connexions afin de former des souvenirs.

Pour surveiller la mémoire et le processus d’apprentissage, les scientifiques ont conçu ces cellules non cérébrales pour produire une protéine lumineuse, qui indiquait quand le gène mémoire était activé et quand il était désactivé.

Les résultats ont montré que ces cellules pouvaient déterminer quand les impulsions chimiques, qui imitent les explosions de neurotransmetteurs dans le cerveau, étaient répétées plutôt que simplement prolongées – tout comme les neurones de notre cerveau peuvent enregistrer lorsque nous apprenons avec des pauses plutôt que de regrouper tout le matériel en un seul. séance.

Plus précisément, lorsque les impulsions étaient délivrées à intervalles espacés, elles activaient le « gène de la mémoire » plus fortement et pendant une durée plus longue que lorsque le même traitement était administré en une seule fois.

« Cela reflète l’effet d’espace massé en action », explique Kukushkin, professeur clinique agrégé de sciences de la vie à NYU Liberal Studies et chercheur au Center for Neural Science de NYU.

« Cela montre que la capacité d’apprendre à partir de répétitions espacées n’est pas propre aux cellules cérébrales, mais qu’elle pourrait en fait être une propriété fondamentale de toutes les cellules. »

Les chercheurs ajoutent que les résultats offrent non seulement de nouvelles façons d’étudier la mémoire, mais soulignent également des gains potentiels liés à la santé.

« Cette découverte ouvre de nouvelles portes pour comprendre le fonctionnement de la mémoire et pourrait conduire à de meilleures façons d’améliorer l’apprentissage et de traiter les problèmes de mémoire », observe Kukushkin.

« En même temps, cela suggère qu’à l’avenir, nous devrons traiter notre corps davantage comme le cerveau – par exemple, considérer ce que notre pancréas se souvient du schéma de nos repas passés pour maintenir des niveaux sains de glycémie ou considérer ce qui une cellule cancéreuse se souvient du schéma de chimiothérapie.

Le travail a été supervisé conjointement par Kukushkin et Thomas Carew, professeur au Center for Neural Science de NYU. Les auteurs de l’étude comprenaient également Tasnim Tabassum, chercheur à NYU, et Robert Carney, chercheur de premier cycle à NYU au moment de l’étude.

Financement: Cette recherche a été financée par une subvention des National Institutes of Health (R01-MH120300-01A1).

À propos de cette actualité de recherche en génétique et mémoire

Auteur: James Devitt
Source: NYU
Contact: James Devitt – NYU
Image: L’image est créditée à Neuroscience News

Recherche originale : Accès libre.
« L’effet d’apprentissage massé et espacé dans les cellules humaines non neuronales» de Nikolay Kukushkin et al. Communications naturelles

Abstrait

L’effet d’apprentissage massé et espacé dans les cellules humaines non neuronales

L’effet d’espacement massé est une caractéristique distinctive de la formation de la mémoire. Nous démontrons maintenant cet effet dans deux lignées cellulaires immortalisées non neuronales distinctes exprimant de manière stable un rapporteur luciférase de courte durée contrôlé par un promoteur dépendant de CREB.

Nous imitons l’entraînement en utilisant des impulsions répétées de forskoline et/ou d’ester de phorbol et, comme indicateur de la mémoire, mesurons l’expression de la luciférase à différents moments après l’entraînement.

Quatre impulsions espacées de l’un ou l’autre agoniste provoquent une expression de luciférase plus forte et plus soutenue qu’une seule impulsion « massée ».

Les impulsions espacées entraînent également une activation plus forte et plus soutenue de facteurs moléculaires essentiels à la formation de la mémoire, ERK et CREB, et l’inhibition de ERK ou CREB bloque l’effet massé-espacé.

Nos résultats montrent que les caractéristiques canoniques de la mémoire ne dépendent pas nécessairement des circuits neuronaux, mais peuvent être intégrées dans la dynamique des cascades de signalisation conservées dans différents types de cellules.