Наш мозг может рождаться полностью сформированным, а не «чистым листом»

Фото из открытых источников

Необычное исследование на мышах предполагает, что мозг при рождении не является «чистым листом», ожидающим, пока на него будут записаны воспоминания. Вместо этого, похоже, система начинает свою жизнь «насыщенной» и хаотичной, оптимизируя себя по мере обучения. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.

Нейробиологи из Австрийского института науки и технологий (ISTA) исследовали мозг мышей от рождения до взрослого возраста, сосредоточив внимание на сложности ключевой цепи памяти в гиппокампе. Этот участок мозга участвует в пространственной памяти и в преобразовании кратковременных воспоминаний в долговременные.

Исследователи обнаружили, что в мозге самых молодых мышей эта сеть пирамидальных нейронов области CA3 была очень плотной, с, казалось бы, случайными связями. Однако с возрастом она становится более утонченной и организованной.

«Это открытие оказалось весьма неожиданным», — говорит Питер Йонас, нейробиолог из ISTA. «Интуитивно можно предположить, что сеть со временем растет и становится плотнее. Здесь мы видим противоположную картину. Здесь используется так называемая модель обрезки: сначала все полностью сформировано, а затем система становится более упорядоченной и оптимизированной».

Точная причина такого развития мозга до конца не ясна, но исследователи полагают, что нейроны могут соединяться более эффективно, если для этого уже заложена необходимая основа.

Однако в условиях «чистого листа» отдаленным нейронам сначала пришлось бы найти друг друга, прежде чем они смогли бы взаимодействовать. Для обучения растущему мозгу потребовалось бы больше времени.

Представьте себе: если бы вам нужно было добраться из одного места в другое, это было бы намного быстрее, если бы у вас уже была разветвленная сеть дорог, и вам оставалось бы только выбрать, по каким из них проехать, чтобы добраться из пункта А в пункт Б. Если же вам придётся строить дорогу с нуля, чтобы добраться до места назначения, это, вероятно, займёт гораздо больше времени.

Исследовательская группа измерила электрическую активность и другие клеточные процессы на трех стадиях развития мышей: сразу после рождения, примерно в возрасте 7 или 8 дней; в подростковом возрасте, между 18 и 25 днями; и во взрослом возрасте, примерно в возрасте 45–50 дней.

Это показало, что нейроны в этой нейронной сети гиппокампа мыши изначально плотные и хаотичные, но со временем формируют более структурированную сеть.

Исследователи предполагают, что это может быть связано с тем, что гиппокамп выполняет сложную задачу по обработке и сопоставлению информации, поступающей от глаз, ушей и носа.

«Это сложная задача для нейронов», — говорит Йонас. «Первоначально чрезмерная взаимосвязь, за которой следует выборочная обрезка, может быть именно тем, что обеспечивает эту интеграцию».

Пока неизвестно, применимы ли эти результаты к человеческому мозгу.

Но в любом случае, интересно думать, что ваш мозг может быть произведением искусства, высеченным из мрамора, а не вылепленным из глины.