Kan minnet gå i arv?

Om det inom biologin finns enkla frågor att besvara borde denna fråga vara en av de enklaste: Kan minnet ärvas? Svaret verkar vara ett rungande ”nej”. Minnen lagras i hjärnan i form av neuronala förbindelser eller synapser, och det finns inget sätt att överföra denna information till könscellernas DNA, det arv vi får från våra föräldrar; vi ärver inte den franska som de lärde sig i skolan, utan vi måste lära oss den själva. Ändå har det under flera år kommit fler och fler indikationer som undergräver denna klassiska dogm inom biologin: åtminstone hos vissa arter kan vissa former av minne överföras till ättlingar.

I sin bredaste bemärkelse gäller idén om minne ett fenotypiskt drag – mätbart eller observerbart – som förvärvas under en individs liv. Vid tiden för evolutionsteorins uppkomst blev den franske naturforskaren Jean-Baptiste Lamarck förkämpe för en teori om nedärvning av förvärvade egenskaper: till exempel utvecklingen av en muskel genom träning. Lamarcks teser motbevisades så småningom, men i slutet av 1900-talet började forskningen avslöja att det faktiskt finns ett arv av förvärvade egenskaper, vilket fick namnet epigenetik (bokstavligen ”ovanpå generna”).

Miljöinfluenser som mat, föroreningar och annat kan lämna kemiska märken på gener som inte ändrar deras sekvens, men ändrar deras aktivitet. Eftersom dessa epigenetiska märken kan föras vidare till nästa generation via könscells-DNA utgör de en form av ärftligt minne: barnens gener minns de miljöfaktorer som deras föräldrar utsattes för. Även om epigenetiken fortfarande döljer många av sina hemligheter, visar de som börjar bli kända att vi ännu inte har mätt dess gränser.

Överföring av minnen från ett djur till ett annat

I 1962 publicerade biologen James V. McConnell ett kontroversiellt experiment där han hävdade att han kunde överföra en inlärningsprocess från en mask till en annan genom att mata den senare med de malda resterna av den förra. McConnell var övertygad om att engrammet av ett minne – en hypotetisk term för det fysiska spåret av minnet – fanns i RNA-molekyler och att dessa kunde överföra minnet från ett djur till ett annat.

Och även om McConnells experiment misskrediterades av forskarsamhället publicerades kort därefter andra studier som tycktes visa att minnen kunde överföras från en gnagare till en annan genom injektioner av extrakt från hjärnan. Även i dessa fall ifrågasatte negativa resultat från andra forskare en teori som redan var svår att smälta. Ändå har det under de senaste decennierna blivit känt att RNA-molekyler inte bara hör till de vanligaste epigenetiska mekanismerna, utan att de också är inblandade i bildandet av långtidsminnen.

Nyligen har McConnells hypotes återfötts ur sin aska, oavsett om de effekter som han beskrev i sina experiment var verkliga eller inte. I maj 2018 visade en studie utförd av David Glanzman vid University of California i Los Angeles att injektion av ett RNA-extrakt från exemplar av havssnigeln Aplysia californica – ett klassiskt djur inom minnesforskningen – som tränats att reagera på ett elektriskt stimuli kan överföra denna inlärning till andra otränade individer. Glanzman visade dessutom att RNA från det första djuret stimulerar neuronerna hos det andra djuret som isolerats på en petriskål. ”Det är som om vi överförde minnet”, säger Glanzman. ”Om minnen lagras vid synapserna skulle vårt experiment inte ha fungerat på något sätt.”

För tillfället har andra experter varit försiktiga i sin bedömning av Glanzmans studie. Men det är inte den enda som pekar på mekanismer som kan överföra epigenetiska engram – det vill säga minnen – från en individ till en annan. Dessutom har andra experiment avstått från den konstgjorda injektionsmetoden, som sannolikt inte förekommer i naturen, och visat att det förmodade RNA-minnet skulle kunna ärvas av barn från sina föräldrar.

Arvade beteenden

För att detta ska vara möjligt måste det först öppnas en väg för överföring av RNA från neuronerna till könscellerna, något som enligt dogmen inte existerar. Men det är precis vad ett forskarlag vid University of Maryland gjorde 2015 när de upptäckte att hos masken Caenorhabditis elegans kan vissa RNA-strängar som produceras i neuronerna färdas till könsceller och tysta gener hos avkomman, till och med upp till 25 generationer senare.

I juni 2019 utökade en studie publicerad av forskare vid Tel Aviv University (Israel) dessa resultat och visade att RNA som produceras i maskens neuroner påverkar avkommans födosöksbeteende genom överföring från könsceller, och att denna inlärning överförs över flera generationer. Enligt studiens ledare, Oded Rechavi, ”går dessa resultat emot en av de mest grundläggande dogmerna inom modern biologi.”

Månaden därpå visade en studie utförd av Giovanni Bosco vid Geisel School of Medicine i Dartmouth (USA) att fruktflugor av typen Drosophila melanogaster kan ärva från sina föräldrar ett äggläggningsbeteende som hos föräldrarna framkallats av kontakt med getingar som parasiterar deras larver, och att deras ättlingar antar samma beteende utan att själva ha upplevt hotet.

Det bör dock understrykas att det som observeras hos maskar eller flugor inte nödvändigtvis gäller för människor. Men det skulle kunna göra det. Redan 2013 visade en studie från Emory University att den rädsla som framkallas hos möss av en viss lukt också kan överföras till deras avkomma genom epigenetiska mekanismer. Och en mus är redan mycket mer lik oss.

”Händer detta även hos andra djur än fruktflugor och maskar?” frågar Bosco. ”Ja, jag är övertygad om att det gör det, och vi behöver bara någon smart person som kommer på rätt experiment för att faktiskt testa det, till exempel på människor”, säger han till OpenMind. ”En ny väg blir nu äntligen tillgänglig för experiment på ett sätt där vi kan börja förstå molekylära mekanismer och specifika molekyler som gör det möjligt för djur att ärva vissa typer av beteenden och minnen.”

Javier Yanes

@yanes68