Memoria dei batteri: loro ricordano | Biologia

I biologi che studiano le comunità batteriche hanno scoperto che questi semplici microrganismi possono sviluppare una solida capacità di memoria. Usando la luce, i ricercatori sono stati in grado di creare schemi di memoria complessi e visualizzarli. La scoperta rivela sorprendenti parallelismi tra organismi monocellulari e i sofisticati neuroni che elaborano la memoria nel cervello umano. La scoperta fornisce anche un punto di partenza per gli scienziati per ricreare un giorno sistemi informatici basati su organismi viventi, come i batteri.

Gli ioni: protagonisti della nostra memoria

I neuroni sono i protagonisti della nostra capacità di memoria. Quando i neuroni comunicano fra di loro nel nostro cervello, in molti casi rilasciano nel piccolo spazio che li separa, chiamato sinapsi, degli ioni che comunicano allo neurone ricevente il messaggio. Questi producono nel neurone ricevente un cambiamento del potenziale di membrana cellulare – una differenza nella carica elettrica tra l’interno e l’esterno della cellula. Questa variazione verrà poi elaborata in una risposta o in un cambiamento cellulare più stabile. Praticamente tutti gli esseri viventi usano questo fenomeno per alimentare i meccanismi cellulari e per trasmettere segnali tra le diverse aree del corpo. Nei neuroni, questo cambiamento nel potenziale della membrana cellulare è noto per essere coinvolto nei processi fondamentali per la formazione dei ricordi e della memoria. Ora sembra che qualcosa di simile possa accadere nei biofilm prodotti dai batteri.

La nuova ricerca: i batteri ricordano

Recenti scoperte mostrano già come i batteri usano i canali ionici per comunicare tra loro. Questa nuova ricerca ha suggerito come questi  potrebbero anche avere la capacità di memorizzare informazioni sul loro passato. Nello studio, pubblicato su Cell System, i ricercatori hanno codificato complessi schemi di memoria in biofilm batterici con cambiamenti indotti dalla luce nel potenziale della membrana cellulare di Bacillus subtilis. Nella ricerca gli scienziati hanno stimolato i batteri con opportuni stimoli luminosi. Dopo la stimolazione le cellule si sono modificate cambiando il comportamento ad ulteriori stimoli luminosi. I batteri, una volta disturbati dalla luce, hanno acquisito una sorta di memoria rispondendo in modo diverso da quel momento in poi. Quindi per la prima volta i ricercatori hanno visualizzato direttamente quali cellule hanno acquisito memoria e quali no. È qualcosa che non si è ancora in grado di fare nel cervello umano. Le impronte ottiche sono durate per ore dopo lo stimolo iniziale, portando a visualizzare le singole cellule nel dettaglio. Durante lo studio i ricercatori hanno anche girato un filmato e lo hanno reso disponibile in Internet. La capacità di sviluppare una forma simile alla memoria memoria nelle comunità batteriche, affermano i ricercatori, potrebbe consentire lo sviluppo di forme di calcolo attraverso l’imprinting di complessi schemi biologici presenti nei biofilm. Süel, uno degli autori della ricerca ha affermato:

I batteri sono la forma di vita dominante su questo pianeta. Essere in grado di scrivere la memoria in un sistema batterico e farlo in modo complesso è uno dei primi requisiti per poter fare calcoli usando le comunità batteriche.

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