细胞是生命的最小、最基本单位。它们是否也承载记忆？
Thomas Verny
特约撰稿人
发表于1小时前
插图由Drew Shannon绘制
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托马斯·弗尼（Thomas Verny）是一名临床精神病学家、学者、获奖作家、公众演讲者、诗人和播客主持人。他著有八本书，包括全球畅销书《未出生孩子的秘密生活》（The Secret Life of the Unborn Child）以及2021年的《具身的心灵：理解细胞记忆、意识与身体的奥秘》（The Embodied Mind: Understanding the Mysteries of Cellular Memory, Consciousness and Our Bodies）。
佛蒙特大学计算机科学教授Joshua Bongard认为，随着人类和动物的进化和适应环境，他们的组织和细胞也随之进化和适应。“我们本质上是由智能机器构成的智能机器，而这些智能机器又由更小的智能机器构成，层层递进，”他如此形容细胞。
细胞是生命所有过程的最小基本单位。一个典型的人类细胞由膜包裹，内部充满一种类似果冻的液体，称为细胞质。细胞质中包含被称为细胞器的结构，其功能类似于主要器官。例如，线粒体是细胞的“肺”，细胞核则是包含遗传物质DNA的另一个细胞器。另一个重要的细胞器是细胞骨架，它构成了细胞内部的支架或骨架，由微管组成，微管是由蛋白质微管蛋白组装成的管状网络。一些研究支持细胞骨架中的微管可能储存记忆的观点。此外，每个细胞中包含大约37个细胞器和约12,000种蛋白质，总共约有4,200万个蛋白质分子。
一个成年人的身体含有50万亿到100万亿个细胞。这些细胞始终处于不断变化之中，每分钟约有3亿个细胞死亡，同时又有同样数量的细胞新生。唯一肉眼可见的细胞是卵子。大约1万个普通大小的人类细胞可以放在一枚图钉的针头上。尽管它们体积微小，但这些生物机器却出奇地高效、智能，并具有惊人的记忆能力。
我们通常不会认为身体中的细胞具有智能或能存储除其功能之外的数据。然而，正如你将看到的那样，我们的细胞处理信息并展现出有目的的行为。它们可以与推动人工智能的芯片相提并论，甚至比它们更聪明、更富有关怀性。与人工智能芯片类似，细胞会因经验而改变并学习，但与芯片不同的是，它们是自然预编程的产物。
教科书通常将细胞描绘成工厂，基因提供制造蛋白质的指令以执行身体的日常功能。大量生物学研究表明，“控制”和“信息”并非集中于细胞核中，而是分布在整个细胞内。细胞器并不像流水线那样运作，而是彼此之间进行复杂的互动。此外，细胞的主要角色并不像常见的“工厂”比喻那样专注于“生产”，而是将大量活动用于自我维护并支持邻近细胞的健康。
细胞通信在维持组织平衡、协调特定细胞活动以及响应环境信号方面发挥着关键作用。在发育和修复过程中，组织必须不断适应变化的生物条件以实现生理稳定。为此，细胞在这些组织中持续进行互动——无论是与附近的靶细胞，还是在某些情况下与远距离的细胞——而不总是涉及周围局部细胞。
细胞可以通过最近发现的微小管网络（TNTs）相互交流和帮助。当一个受压或患病的细胞释放化学求救信号时，附近的细胞会伸出中空的管道，将RNA、蛋白质甚至整个细胞器传递给病态细胞。
巴黎Mondor生物医学研究所的研究人员Anne-Marie Rodriguez发现，TNTs有助于受伤的心肌细胞从心脏病发作中恢复。除了TNTs，细胞还有其他交换分子的方式，最著名的是被称为间隙连接和外泌体的结构。
达纳-法伯癌症研究所（Dana-Farber Cancer Institute）的最新研究揭示，成年组织在其DNA上保留了胚胎细胞来源的记忆。这一发现引出了一个更有趣的发现：这种记忆是完全可恢复的。“除了这个档案的存在之外，我们惊讶地发现它并非永久封闭，而是在特定条件下可以被访问。这一发现对我们如何看待细胞的能力以及未来治疗退行性疾病和其他疾病的方式可能产生深远影响，”这项新研究的主要作者Ramesh A. Shivdasani说道。
换句话说，在特定条件下，患者自身的细胞可以被逆转为更原始的发育阶段，然后被引导成长为成熟的健康组织，以替代受损或病变的组织。这种方法在癌症研究中也展现出潜力，特别是在理解健康细胞如何“感染”癌症方面。
生物学家借鉴控制论和动态系统理论的原则，认为细胞是一个“自创生系统”（autopoietic system），能够不断自我重建。“autopoiesis”一词源自希腊语中的“自我”和“生产”，指的是一个能够自我实施、复制和维持的系统。
为了支持再生，人类组织通常在不破坏其整体结构、完整性或细胞间连接的情况下清除数百万个细胞。法国巴黎的巴斯德研究所（Institut Pasteur）的研究人员发现了一个有助于实现这一过程的新机制：死亡细胞会暂时保护附近的细胞免于死亡，从而维持组织的稳定性。
通过使用对蛋白质活性敏感的荧光标记，科学家们发现，当一个细胞死亡时，它会触发周围细胞中EGFR-ERK信号通路的短期激活（持续约一小时）。该通路已知在促进细胞存活方面发挥作用，可防止邻近细胞同时死亡。“我们了解这条通路在上皮细胞存活中的重要性，但观察到细胞之间的这种保护性互动是出乎意料的，”巴斯德研究所细胞死亡与上皮稳态单位负责人、该研究的主要作者Romain Levayer说道。
他们的研究结果还表明，破坏这种局部保护机制会严重影响上皮组织。没有它，相邻细胞也会死亡，导致组织和器官的重大崩溃。
“这些结果突出了生物组织惊人的自我调节能力，”Levayer先生解释道。“没有中央控制系统来决定细胞何时何地死亡——这一切都取决于邻近细胞之间的直接、局部通信。”
我们人类通常忽视了整个单个活细胞对健康的至关重要的贡献。我们对细胞施加了额外的压力，而这些压力并非它们原本被编程来应对的。吸烟、饮酒和日光浴如果长期持续，会造成永久性损害。噪音、污染、辐射以及我们健康的新威胁——微塑料也是如此。构成皮肤、口腔、肺部和肠道内壁的细胞尤其容易受到影响。它们值得被尊重对待。
综上所述，请注意，单个细胞不仅仅是像墙上的砖块那样的构建块；它们还具备额外的能力，使它们能够构建更大的结构并修复组织。细胞不需要理解或具备心智，但通过拥有执行任务的信息，从最基本的自我保护任务开始，它们为自己提供了适应局部环境所需的能量，从而提升自身的生存前景。当细胞形成越来越庞大和复杂的网络时，它们的集体智慧和判断力也随之增长。
还有一点。我发现细胞特别有趣的是，野生动物科学家最近揭示了一个现象：所有生物都会释放少量被称为环境DNA（eDNA）的遗传物质。这种eDNA无处不在，漂浮在空气中，残留在水中、雪中、牛奶中、草地上、你家门前的台阶上，甚至你客厅的椅子上。得益于技术的最新进展，研究人员现在可以从越来越微小的eDNA样本中提取日益详细的信息。事实上，佛罗里达州圣奥古斯丁市的惠特尼海洋生物科学实验室和海龟医院的科学家们，已经成功从环境中发现的人类DNA碎片中提取了医学和祖先数据。
我的一位朋友，我向你保证他是一个非常理智的人，去年在安大略省北部一个小镇看房时告诉我他的一段经历。他们夫妻俩看了几处房子后，被带到了一栋漂亮的旧建筑前。他的妻子和房产中介径直走了进去，但他却在门外因听到哭泣和尖叫的孩子声而惊恐地停住，转身逃到了街道的另一边。当他的妻子和中介从房子里出来后问他为什么不跟进去，他解释了刚才发生的事。中介告诉他们，一百年前这栋房子曾是一家孤儿院。我这位朋友和他的妻子此前对这栋房子的历史一无所知。
因此，我在想，这类事件以及许多类似的故事、通灵仪式、神秘文献和数百个鬼故事，是否在某种程度上与某些人具备特殊能力有关——他们可以通过“读取”他人的eDNA来感知曾经历强烈负面情绪（如恐惧或痛苦）的人？是否有可能，地球上千百年来积累下来的这些DNA片段，正是卡尔·荣格（Carl Jung）所说的“集体无意识”的来源？
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