微小的生物会做非凡的事情。细菌既可以帮助土壤焕发生机，也可以在食物中毒时对人体消化系统造成严重破坏。然而，我们通常不会认为细菌这样的微生物是聪明的。但一项突破性的新研究表明事实并非如此：当许多细菌作为一个整体（一种称为生物膜的凝聚体）一起生活时，该生物系统在某些方面会产生一种工作记忆，其方式与我们自己的记忆相似。
本周发表在《细胞系统》杂志上的一篇新论文记录了这些细菌群是如何在暴露于蓝光时具有记忆能力的。这项发现揭示了简单生物的能力与人脑复杂神经元之间出人意料的联系。
加州大学圣地亚哥分校的分子生物学家 Gürol Süel 和他的同事们正在研究生物膜的工作原理和行为。Süel 的实验室此前曾发现某些细菌使用电信号进行相互交流。电信号通过钾离子发送，钾离子会在细胞中产生正电荷。如果细胞本身整体带负电，信号就会传输过来。这个概念被称为膜电位。
他们开始通过激光向细菌暴露于不同波长的光来探测它们。当他们用蓝光照射生物膜时，他们发现蓝光改变了细菌的整体电荷，这意味着信号传输过来了。几个小时后，当他们再次进行测试时，他们发现细菌的细胞膜仍然保持改变——换句话说，生物膜记住了之前与蓝光的互动。“我们可以证明这里的记忆非常牢固，”Süel 说。
膜电位也是人类和其他动物神经元形成和检索记忆的关键组成部分之一。尽管细菌本身是非常简单的生物，但它们能够以与神经元相同的方式进行复杂的交流。“看到细菌和神经元共享某些东西，这非常有趣，”他说。
“我不断地对我们不断发现的细菌和神经元之间的相似性感到惊讶，”莱斯大学的生物科学和生物工程学教授 Matthew Bennett 告诉《大众科学》杂志，他并未参与这项研究。“这两种生物在生理和起源上似乎如此不同，以至于发现它们在处理电信号的方式上存在任何相似之处，这真的令人兴奋。”
目前，研究人员尚不清楚为什么生物膜中的细菌能够以这种方式记忆。这将是未来研究的重点。Süel 表示，另一个研究重点可能会带来其他有趣的发现：生物膜的记忆特性是否可以用于进行计算，就像计算机中的记忆支持计算机的计算一样（尽管坦率地说，这比科学家们期望的单个生物膜能够做到的任何事情都要复杂得多）。
“这非常非常有趣，”伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的物理学和微生物学教授 Ido Golding 说，他也未参与这项已发表的研究。Golding 表示，这项工作加深了该领域对细菌复杂通信系统如何工作和行为的理解。
