تصورش کافی است تا مرز بین علم و خیال مقداری بلرزد. یک جانور چیزی را یاد می‌گیرد، سپس جانور فرد دیگر از بدن او تغذیه می‌کند. اگر توانایی فقط در مغز نمانده باشد چه؟ اگر بخشی از آن در مولکول‌ها، سلول‌ها یا بافت‌های بدن ردّی به جا گذاشته باشد، آیا امکان پذیر چیزی از آن توانایی به موجودی دیگر منتقل شود؟

این ایده در نگاه اول زیاد تر همانند داستانی علمی‌تخیلی است، اما در دهه ۱۹۶۰ به یکی از جنجالی‌ترین او گفت و گو‌های علوم اعصاب تبدیل شد. گروهی از دانشمندان تلاش کردند بفهمند حافظه دقیقاً کجا ذخیره می‌شود: فقط در شبکه‌های عصبی مغز یا در لایه‌ای عمیق‌تر از بدن زنده؟

نقطه اغاز این ماجرا کرمی کوچک و شگفت‌انگیز به‌نام پلاناریا می بود. موجودی ساده با توانایی بازسازی حیرت‌آور که دانشمندان را وادار کرد یکی از بنیادی‌ترین سوال‌های علم حافظه را مجدد جدی بگیرند.

کرمی کوچک با قدرتی باورنکردنی

پلاناریاها کرم‌های پهن آبزی می باشند؛ موجوداتی کوچک و ساده که احتمالا در نگاه اول چندان مهم به‌نظر نرسند. اما پشت همین ظاهر ابتدایی، یک ویژگی مهم نهان شده است: آن‌ها مغزی ساده و دستگاه عصبی واقعی دارند. همین کافی می بود تا پژوهشگران حوزه حافظه به آن‌ها دقت کنند.

اما چیزی که پلاناریا را واقعاً شگفت‌انگیز می‌کند، فقط دستگاه عصبی‌اش نیست. قوت مهم این کرم در توانایی حیرت‌آورش برای بازسازی بدن است. اگر یک پلاناریا را از وسط ببرید، هر نیمه می‌تواند مجدد به یک کرم کامل تبدیل شود. حتی قطعه‌ای زیاد کوچک از بدنش می‌تواند طی چند هفته مجدد موجودی کامل و زنده بسازد.

همین توانایی شگفت، پژوهشگران را به پرسشی مهم رساند: اگر پلاناریا پیش از بریده شدن چیزی را یاد گرفته باشد، سپس از بازسازی چه اتفاقی می‌افتد؟ آیا بدن تازه‌ساخته‌شده تا این مدت اثری از آن توانایی را با خود دارد؟ این سوال در ظاهر درمورد یک کرم کوچک می بود، اما در عمق خود به یکی از بزرگ‌ترین معماهای علوم اعصاب وصل می‌شد: حافظه دقیقاً کجا ذخیره می‌شود؟ فقط در مغز؟ در اتصال بین نورون‌ها؟ یا امکان پذیر ردّی از آن در سلول‌ها، بافت‌ها و سراسر بدن هم باقی بماند؟

آزمایشی که حافظه را از مغز بیرون کشید

در دهه ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰، روان‌شناسی به‌نام جیمز مک‌کانل سراغ پلاناریاها رفت تا یک سوال ساده اما عمیق را آزمایش کند: آیا این کرم‌های کوچک می‌توانند چیزی یاد بگیرند؟ او برای انجام این آزمایش از شرطی‌سازی کلاسیک الهام گرفت. مک‌کانل کرم‌ها را چندین دفعه در معرض نور قرار می‌داد و هم‌زمان به آن‌ها شوک خفیف داخل می‌کرد. بعد از مدتی گزارش شد که پلاناریاها با دیدن نور، حتی پیش از شوک، بدن خود را جمع می‌کنند. انگار یاد گرفته بودند که نور یعنی خطر.

اما قسمت جنجالی ماجرا سپس از آموزش اغاز شد. مک‌کانل کرم‌های آموزش‌دیده را برید. انتظار طبیعی این می بود که خاطره در صورت وجود، در بخشی باقی بماند که سر و مغز ابتدایی دارد. اما حتی نیمه بدون سر نیز بعد از بازسازی، همان حرکت آموخته‌شده را نشان می‌داد. این نتیجه در صورت درست بودن، نشان می‌داد حافظه احتمالا فقط در مغز ذخیره نشود. احتمالا ردّی از توانایی در سلول‌ها، مولکول‌ها یا حتی سراسر بدن باقی می‌ماند.

اما مک‌کانل تا این مدت به شگفت‌ترین قسمت ماجرا نرسیده می بود. او با خودش فکر کرد اگر اثری از حافظه واقعاً در بدن کرم‌ها باقی می‌ماند، احتمالا بتوان آن را به کرم فرد دیگر هم منتقل کرد. بعد از بدن پلاناریاهای آموزش‌دیده، ماده‌ای زیستی تهیه کرد و آن را به پلاناریاهای آموزش‌ندیده رساند.

نتیجه‌ای که گزارش شد، حیرت‌انگیز می بود. کرم‌هایی که این ماده را دریافت کرده بودند، انگار مسیر یادگیری را از صفر اغاز نمی‌کردند. آن‌ها عکس العمل نور و شوک را سریع تر نشان می‌دادند. اینجا می بود که داستان از یک آزمایش ساده روی کرم‌ها فراتر رفت. از دل این آزمایش، ایده‌ای جسورانه بیرون آمد: احتمالا حافظه یک ردّ مولکولی دارد. احتمالا RNA یا مولکول‌های زیستی دیگر بتوانند بخشی از توانایی را حمل کنند. در دورانی که دانشمندان تازه فهمیده بودند DNA و RNA می‌توانند اطلاعات زیستی را ذخیره کنند، این فکر کاملاً بی‌معنی نبوده است.

اما علم فقط با ایده‌های دلنشین جلو نمی‌رود. یک ادعا هرچقدر شوق‌انگیز باشد، تا هنگامی دقیق و تکرارپذیر نباشد، تا این مدت یک معماست؛ نه یک جواب قطعی.

ایده‌ای که علم را شوق‌زده کرد، اما موفق نشد دوام بیاورد

مک‌کانل دانشمندی با شخصیت نمایشی می بود. او می‌دانست چطور یک ایده پیچیده را به جمله‌ای دلنشین تبدیل کند. درمورد آینده‌ای سخن می‌زد که احتمالا انسان بتواند با خوردن یک قرص، پیانو یاد بگیرد. این سخن‌ها برای رسانه‌ها حکم طلا و برای مردم شوق تعداد بسیاری داشت. اما برای تعداد بسیاری از دانشمندان، بیشتر از حد نمایشی و مشکوک به‌نظر می‌رسید.

مشکل دیگر این می بود که مک‌کانل نتایجش را در نشریه‌ای انتشار ‌کرد که حال‌وهوایی شگفت داشت. مجله‌ای به‌نام The Worm Runner’s Digest که ترکیبی از مقاله علمی، طنز، کاریکاتور، داستان علمی‌تخیلی و نوشته‌های جدی می بود و برای جامعه علمی اعتبار کلاسیک یک ژورنال سخت‌گیر را نداشت. به‌مرور زمان شک‌ها زیاد تر شد. برخی آزمایشگاه‌ها انها گفتند نتایج مک‌کانل را تکرار کرده‌اند. اما برخی دیگر ناکامی خوردند. هنگامی بازتولید یک نتیجه علمی ناپایدار باشد، علم آرام‌آرام عقب می‌کشد و همین اتفاق افتاد.

در دهه ۱۹۷۰، تب پژوهش روی حافظه پلاناریا فروکش کرد. دانشمندان به سراغ مدل‌های دیگر رفتند. موش‌ها، گربه‌ها، ماهی‌ها، حلزون‌های دریایی و بعدها کرم‌های زیاد شناخته‌شده‌تری همانند C. elegans جای پلاناریاها را گرفتند. داستان مک‌کانل هیچ زمان کاملاً رد یا پذریرفته نشد. در علم، برخی ایده‌ها با یک آزمایش قاطع نمی‌میرند. فقط کم‌کم از مرکز دقت بیرون می‌روال. درمورد حافظه پلاناریا هم همین اتفاق افتاد. اما برخی معماها دیر یا سریع مجدد برمی‌گردند.

معمایی که مجدد زنده شد

دهه‌ها سپس، پژوهشگران هاروارد تصمیم گرفتند پرونده فراموش‌شده پلاناریاها را مجدد باز کنند. سوال ساده می بود، اما جواب می‌توانست مسیر فهمیدن ما از حافظه را تحول دهد: آیا مک‌کانل و همکارانش واقعاً چیزی دیده بودند؟ آیا این کرم‌ها می‌توانستند یاد بگیرند؟ یا آنچه در دهه ۱۹۶۰ حافظه نامیده شد، فقط تفسیر بیشتر از حد چند حرکت مبهم می بود؟

آن‌ها تلاش کردند آزمایش‌های قدیمی را با دقت بازسازی کنند. از دستورالعمل‌های همان دوران پشتیبانی گرفتند، با آزمایشگاه‌های دیگر مشورت و حتی از همان زیستگاه‌هایی پلاناریا جمع‌آوری کردند که پژوهشگران قدیمی سراغشان رفته بودند. اما برخلاف انتظار کرم‌ها یاد نمی‌گرفتند.

این فقط یک ناکامی ساده نبوده است. گونه‌های گوناگون بازدید و آزمایش‌ها چندین دفعه تکرار شدند، اما واکنشی دیده نشد که بتوان آن را یادگیری روشن و قابل‌اعتمادی دانست. همین‌جا معمای تازه‌ای شکل گرفت: اگر ده‌ها آزمایشگاه در دهه ۱۹۶۰ این چنین رفتاری را گزارش کرده بودند، چرا امروز همان آزمایش‌ها جواب نمی‌دهند؟

یکی از توضیحات جدی این است که پژوهشگران آن دوران حرکت پلاناریاها را با دقت کافی تفکیک نکرده بودند. احتمالا حرکت‌های معمولی کرم، همانند چرخیدن یا جمع شدن بدن، به نادرست نشانه یادگیری برداشت شده می بود. در موجودی به این سادگی، مرز بین عکس العمل واقعی و حرکت اتفاقی می‌تواند زیاد باریک باشد. برای همین، برگشت پژوهشگران هاروارد به این پرونده فقط تکرار یک آزمایش قدیمی نبوده است. یادآوری مهمی می بود که در علم، هیچ ایده شوق‌انگیزی بدون آزمون مجدد و شواهد تکرارپذیر به جواب قطعی تبدیل نمی‌شود.

حافظه فقط در مغز نیست؟

ناکامی آزمایش‌های تازه روی پلاناریاها، آخر کامل ماجرا نبوده است. یک گمان این می بود که خود کرم‌ها در طول چند دهه به‌علت تغییرات ژنتیکی، آلودگی محیطی یا فشارهای زیست‌محیطی تحول کرده باشند. بااین‌حال، تعداد بسیاری از پژوهشگران این توضیح را دور از انتظار می‌دانند، چون باید فکر کنیم پلاناریاها در یک دوره خاص توانایی یادگیری داشته‌اند و سپس این ویژگی را از دست داده‌اند.

توضیح دیگر به زیست‌شناسی خود پلاناریا برمی‌گردد. احتمالا این حاضر اصلاً به نوعی از یادگیری که ما انتظار داریم، وابسته نباشد. تعداد بسیاری از جانوران یاد می‌گیرند تا از خطر دوری کنند، اما پلاناریا رابطه متغیری با صدمه دارد. اگر بدنش زخمی یا حتی تکه‌تکه شود، می‌تواند مجدد بازسازی شود. برای این چنین موجودی، خطر احتمالا همان معنایی را نداشته باشد که برای جانوران صدمه‌پذیرتر دارد.

بااین‌حال، ایده انتقال حافظه از علم حذف نشده است. فقط با فاصله گرفتن از پلاناریا، با مدل‌های دقیق‌تری بازدید می‌شود. پژوهش‌هایی روی حلزون دریایی Aplysia نشان داده‌اند که برخی تغییرات رفتاری آموخته‌شده می‌توانند با انتقال مواد ژنتیکی روی جانور دیگر تاثییر بگذارند. در کرم C. elegans هم شواهدی وجود دارد که توانایی می‌تواند از راه مواد زیستی، RNA یا ذرات خارج‌سلولی بر حرکت کرم‌های دیگر تأثیر بگذارد.

این یعنی احتمالا مک‌کانل کاملاً بیراه نمی‌رفت. احتمالا توانایی واقعاً بتواند ردّی مولکولی در بدن بگذارد. اما تفاوت علم امروز با آزمایش‌های او در دقت روش، تکرارپذیری و بازدید مولکولی است. امروز دیگر یک مشاهده شگفت کافی نیست؛ باید نشان داد دقیقاً چه مولکولی، از چه مسیری و با چه سازوکاری حرکت را تحول می‌دهد.

درنهایت، این داستان یک مسئله مهم را یادآوری می‌کند: حافظه در مغز و شبکه‌های عصبی نقش مهم خود را دارد، اما بدن هم می‌تواند شکل‌هایی از تاثییر توانایی را نگه دارد. سیستم ایمنی حافظه دارد. سلول‌ها می‌توانند به توانایی‌های قبلی جواب متفاوت بدهند. حتی موجودات بدون مغز هم بعضی اوقات حرکت خود را بر پایه توانایی تحول خواهند داد. بعد احتمالا سوال دقیق‌تر این نباشد که حافظه کجاست. سوال مهم‌تر این است: توانایی در هر سطح زیستی، از مولکول تا مغز، چطور در بدن ثبت می‌شود؟