В мозге информация передаётся нейронами, а записывается и хранится в астроцитах, а как это происходит можно понять на модели, одноклеточном организме стентор.
Графическая аннотация. Источник: Current Biology (2026). DOI: 10.1016/j.cub.2026.03.080
Учёным уже более ста лет известно, что одноклеточный организм, у которого нет нервных клеток, не говоря уже о мозге, может демонстрировать поведение, напоминающее процесс обучения. Но на этом всё и заканчивалось. Как именно это происходит, оставалось загадкой.
Теперь ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско могут объяснить, как обучается этот простой организм, называемый Stentor coeruleus: он использует молекулярные механизмы, схожие с теми, что есть в нейронах человеческого мозга. Результаты исследования позволяют предположить, что способность к обучению может быть фундаментальной особенностью жизни.
В результатах исследования, опубликованных в Current Biology, ученые использовали современные нейробиологические методы для изучения обитающего в водоемах «стентора» — существа, похожего на трубу и достаточно крупного, чтобы его можно было разглядеть невооруженным глазом. Эти организмы сжимаются при раздражении, но после нескольких толчков перестают реагировать — это форма обучения, называемая привыканием.
«Обычно мы считаем, что обучение происходит в больших нейронных сетях, — говорит Уоллес Маршалл, доктор философии, профессор биохимии и биофизики в Калифорнийском университете в Сан-Франциско и старший автор статьи. — Но эти отдельные клетки могут демонстрировать поведение, которое обычно ассоциируется с когнитивными функциями и работой мозга».
Возможный механизм привыкания Stentor и восстановления реакции. Источник: Current Biology (2026). DOI: 10.1016/j.cub.2026.03.080
Чтобы понять, как стентры обучаются, исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско создали устройство, которое раз в минуту встряхивало их в чашках Петри. Со временем стентры перестали реагировать на встряски и перестали втягивать хвосты.
Затем исследователи подвергли стенторы воздействию препаратов, нарушающих их способность вырабатывать новые белки, предполагая, что, как и нейроны животных, они утратят способность к обучению. Однако стенторы научились игнорировать нарушения еще быстрее. Оказалось, что для хранения воспоминаний стенторы используют другой механизм: модифицируют уже имеющиеся у них белки.
«Мы долгое время считали, что формирование памяти — это создание молекулы, а забывание — это ее разрушение, — сказал Маршалл. — Но, похоже, здесь все работает иначе».
Ученые также измерили экспрессию генов и уровень белков, а также использовали лекарственные препараты, чтобы отследить, что происходило в процессе адаптации стенторов.
Результаты показывают, что стенторы реагировали на толчки, позволяя кальцию проникать в свои клетки, что приводило к активации фермента CaMKII, который добавлял химические метки к определенным белкам. С каждым толчком вероятность реакции стенторов снижалась, что позволяет предположить, что химические метки изменяли то, как организмы реагировали на толчки.
Ученые до сих пор пытаются понять, как стентроны хранят эту информацию, но, возможно, в этом процессе участвуют механорецепторы, реагирующие на прикосновения. Нейроны животных делают нечто подобное, используя CaMKII для изменения чувствительности рецепторов на своей поверхности. Это наводит на мысль, что обучение может зависеть от молекулярных систем, существовавших задолго до эволюции мозга.
«Может показаться, что стентроны и люди совсем не похожи друг на друга, — говорит Маршалл. — Но обучение у них обоих связано с изменениями в белках и кальциевыми сигналами, и, возможно, наши клетки мозга позаимствовали этот механизм у более ранних клеток, которые могли обучаться самостоятельно».
Сведения о публикации
Дипа Х. Раджан и др., «Молекулярные механизмы обучения у одноклеточного Stentor coeruleus», Current Biology (2026). DOI: 10.1016/j.cub.2026.03.080