Kan hukommelse gå i arv?

Hvis der i biologien findes lette spørgsmål at besvare, burde dette være et af de enkleste: Kan hukommelse nedarves? Svaret er tilsyneladende et rungende “nej”. Erindringer lagres i hjernen i form af neuronale forbindelser eller synapser, og der er ingen måde at overføre denne information til kønscellernes DNA, den arv, vi får fra vores forældre; vi arver ikke det fransk, de lærte i skolen, men vi må selv lære det. Og alligevel er der i årevis kommet flere og flere indikationer, der underminerer dette klassiske dogme i biologien: i det mindste hos nogle arter kan visse former for hukommelse overføres til efterkommere.

I sin bredeste betydning gælder idéen om hukommelse for et fænotypisk træk – målbart eller observerbart – som erhverves i løbet af individets liv. På det tidspunkt, hvor evolutionsteorien blev udviklet, blev den franske naturforsker Jean-Baptiste Lamarck fortaler for en teori om nedarvning af erhvervede egenskaber: f.eks. udviklingen af en muskel gennem motion. Lamarcks teser blev til sidst tilbagevist, men i slutningen af det 20. århundrede begyndte forskningen at afsløre, at der faktisk findes en arv af erhvervede egenskaber, som fik navnet epigenetik (bogstaveligt talt “oven på generne”).

Miljøpåvirkninger som f.eks. mad, forurenende stoffer og andre kan efterlade kemiske mærker på generne, som ikke ændrer deres sekvens, men som ændrer deres aktivitet. Da disse epigenetiske mærker kan overføres til den næste generation gennem kimcelle-DNA, udgør de en form for arvelig hukommelse: børns gener husker de miljøfaktorer, som deres forældre blev udsat for. Selv om epigenetik stadig skjuler mange af sine hemmeligheder, viser de hemmeligheder, der er ved at blive kendt, at vi endnu ikke har målt dens grænser.

Overførsel af hukommelse fra et dyr til et andet

I 1962 offentliggjorde biologen James V. McConnell et kontroversielt eksperiment, hvor han hævdede at kunne overføre en indlæringsproces fra en orm til en anden ved at fodre sidstnævnte med de findelte rester af førstnævnte. McConnell var overbevist om, at engrammet af en hukommelse – en hypotetisk betegnelse for det fysiske spor af hukommelsen – lå i RNA-molekyler, og at disse kunne overføre denne hukommelse fra et dyr til et andet.

Men selv om McConnells eksperimenter blev miskrediteret af det videnskabelige samfund, blev der kort efter offentliggjort andre undersøgelser, der tilsyneladende viste en overførsel af erindringer fra en gnaver til en anden ved hjælp af injektioner af hjerneekstrakter. Også i disse tilfælde satte negative resultater fra andre forskere spørgsmålstegn ved en teori, der i forvejen var svær at fordøje. Og alligevel er det i de seneste årtier blevet kendt, at RNA-molekyler ikke blot er blandt de mest almindelige epigenetiske mekanismer, men at de også er involveret i dannelsen af langtidshukommelse.

For nylig er McConnells hypotese blevet genfødt af sin aske, uanset om de virkninger, han beskrev i sine eksperimenter, var reelle eller ej. I maj 2018 viste en undersøgelse udført af David Glanzman fra University of California, Los Angeles, at injektion af et RNA-ekstrakt fra eksemplarer af havsneglen Aplysia californica – et klassisk dyr inden for hukommelsesforskning – som er trænet til at reagere på en elektrisk stimulus, er i stand til at overføre denne indlæring til andre utrænede individer. Glanzman har desuden vist, at RNA fra det første dyr stimulerer neuronerne hos det andet dyr, der er isoleret på en petriskål. “Det er, som om vi overførte hukommelsen”, siger Glanzman. “Hvis minderne blev lagret ved synapserne, ville vores forsøg på ingen måde have virket.”

Foreløbig har andre eksperter været forsigtige i deres vurdering af Glanzmans undersøgelse. Men det er ikke den eneste, der peger på mekanismer, der er i stand til at overføre epigenetiske engrammer – dvs. erindringer – fra et individ til et andet. Desuden har andre eksperimenter undladt den kunstige injektionsmetode, som sandsynligvis ikke forekommer i naturen, og har vist, at den formodede RNA-hukommelse kan nedarves af børn fra deres forældre.

Arvér adfærd

For at dette kan lade sig gøre, skal der først åbnes en vej til overførsel af RNA fra neuroner til kønsceller, hvilket ifølge dogmet ikke eksisterer. Men det er netop, hvad et hold forskere fra University of Maryland gjorde i 2015, da de opdagede, at hos ormen Caenorhabditis elegans kan visse RNA-strenge, der produceres i neuroner, rejse til kønsceller og gøre generne tavse i afkommet, selv op til 25 generationer senere.

I juni 2019 udvidede en undersøgelse offentliggjort af forskere fra Tel Aviv University (Israel) disse resultater og viste, at RNA produceret i ormenes neuroner påvirker deres afkoms fourageringsadfærd gennem kimcelletransmission, og at denne læring overføres over flere generationer. Ifølge lederen af undersøgelsen, Oded Rechavi, “går disse resultater imod en af de mest grundlæggende dogmer i moderne biologi.”

Den følgende måned viste en undersøgelse foretaget af Giovanni Bosco fra Geisel School of Medicine i Dartmouth (USA), at Drosophila melanogaster-frugtfluer kan arve fra deres forældre en æglægningsadfærd, der induceres hos forældrene ved kontakt med hvepse, der parasiterer deres larver; deres efterkommere overtager den samme adfærd uden selv at have oplevet truslen.

Det skal dog understreges, at det, der er observeret hos orme eller fluer, ikke nødvendigvis gælder for mennesker. Men det kunne det godt. Allerede i 2013 viste en undersøgelse fra Emory University, at den frygt, der induceres hos mus for en bestemt lugt, også kan overføres til deres afkom ved hjælp af epigenetiske mekanismer. Og en mus er allerede meget mere lig os.

“Sker dette også hos andre dyr end frugtfluer og orme?” spørger Bosco. “Ja, jeg er overbevist om, at det gør det, og vi mangler bare en klog person til at finde på det rigtige eksperiment til at lave for rent faktisk at teste det, for eksempel på mennesker,” siger han til OpenMind. “En ny vej er nu endelig ved at blive tilgængelig for eksperimenter på en måde, hvor vi kan begynde at forstå molekylære mekanismer og specifikke molekyler, der gør det muligt for dyr at arve bestemte typer adfærd og hukommelse.”

Javier Yanes

@yanes68