直到现在，习惯化——一种基本的学习形式——被认为只发生在像蠕虫、昆虫、鸟类和哺乳动物等具有大脑和神经系统的更复杂生物中。然而，最近的研究提供了强有力的证据，甚至像纤毛虫和变形虫这样的微小单细胞生物，以及我们自身身体内的细胞，可能表现出类似于更高级生物的大脑的习惯化。
例如，一只狗学会遵循坐下的命令，或者一个人在阅读时渐渐忽略洗衣机的声音。学习和适应的能力对进化和生存至关重要。
习惯化是一种更简单的适应形式，指的是在重复暴露后对刺激的反应减少。例如，考虑一下当你的身体习惯于从一杯浓缩咖啡获得的初始刺激时，你需要更多的咖啡因才能保持专注。
以前，习惯化被认为是一种限制在具有复杂结构的生物体中的特质，比如具有大脑和神经系统的生物。
然而，一项在Current Biology上发表的新研究提供了令人信服的证据，表明即使是微小的单细胞生物，如纤毛虫和变形虫，以及我们自己的细胞结构，也可以表现出类似于更复杂生物的习惯化。
这项研究由哈佛医学院和巴塞罗那基因组调控中心（CRG）的科学家进行，表明单独的细胞能够表现出之前被低估的行为。
“这一发现引发了一个有趣的问题：没有大脑的细胞如何能表现出如此复杂的行为？”研究的高级作者、哈佛医学院布拉瓦特尼克研究所系统生物学副教授杰里米·冈纳瓦尔德纳表示。他与前博士后研究员、现在在CRG领导系统与合成生物学研究小组的罗莎·马丁内斯·科拉尔共同领导了这项研究。
这些发现为一个新兴的研究领域做出了贡献。冈纳瓦尔德纳之前的研究表明，单细胞纤毛虫表现出回避行为，类似于在不愉快条件下动物的反应。
研究人员发现的内容
研究人员并未在传统的实验室环境中观察细胞，而是采用复杂的计算机建模来检查纤毛虫和哺乳动物细胞中的分子网络如何对各种刺激模式做出反应。他们识别出了四个显示出类似于动物大脑中习惯化迹象的网络。
这些网络共享一个关键特征：每个分子网络都具有两种类型的“记忆”存储，以记录来自其环境的信息。其中一种类型的记忆衰退得比另一种更快，研究人员解释说，这表明了一种对于习惯化至关重要的记忆衰减形式。这导致结论，单个细胞可以在不同时间段内处理和保留信息。
影响
根据研究人员的说法，调查单细胞的习惯化可能增强我们对学习如何在更广泛的范围内运作的理解。此外，这项研究重新框架了我们对这些基本生物体的看法——它们不仅是被微小形式包裹的分子机器，也是能够学习的实体。
那么，这项研究可能的实际影响是什么？
研究人员提醒我们，这些应用目前仍然在很大程度上是假设性的。然而，一个有趣的可能性是探索在癌症和免疫反应背景下的习惯化概念。
癌瘤肿瘤在躲避免疫检测方面表现得非常高明，它们通过误导免疫细胞将自己视为无害的实体。基本上，这就像免疫细胞对癌细胞习惯化了——它们停止对癌症的存在作出反应，将其视为熟悉的刺激。
“这有点像一种误解。如果我们能理解这些错误印象是如何在免疫细胞中形成的，我们也许可以找到重编程它们的方法，使它们能够准确识别周围环境，将肿瘤识别为恶性，并启动攻击，”冈纳瓦尔德纳表示。
“这目前仅仅是一个梦想，但这是一个我非常希望在未来追求的有希望的方向。”
