Недавнее исследование нейробиологов, проведенное на лабораторных мышах, показало, что нейронная сеть мозга не является «чистым листом» при рождении. Наоборот, она хаотична и избыточна изначально, но в процессе развития претерпевает оптимизацию. Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.
Ученые из Австрийского Института науки и технологий (ISTA) изучали мозг мышей в разные возрастные периоды, начиная с рождения и до зрелости. Основное внимание было уделено ключевой цепи памяти в гиппокампе, ответственной за формирование пространственной памяти и преобразование краткосрочных воспоминаний в долгосрочные.
У новорожденных мышей сеть пирамидальных нейронов в области CA3 гиппокампа была плотной и хаотичной. С возрастом эта сеть претерпевала значительные структурные изменения, становясь более упорядоченной и специализированной.
Профессор Питер Йонас из ISTA был удивлен результатами, отметив, что ожидалось увеличение количества нейронов в сети, тогда как на деле наблюдался процесс их «обрезки», что приводило к повышению упорядоченности.
Причины этого феномена остаются неясными. Однако исследователи предполагают, что уже сформированная нейронная сеть облегчает образование новых связей, ускоряя обучение. Этот процесс можно сравнить с прокладкой дороги: наличие готовой сети позволяет быстрее достичь цели, выбирая оптимальный маршрут, тогда как создание дороги с нуля требует значительно больше времени.
В ходе исследования команда специалистов измеряла электрическую активность и клеточные процессы у мышей в трех возрастных группах: 7–8 дней, 18–25 дней и 45–50 дней. Результаты показали, что хаотичная и высокоплотная сеть гиппокампа со временем становится более структурированной и упорядоченной.
Ученые предполагают, что этот механизм связан с функцией гиппокампа в обработке информации от сенсорных систем. Избыточность начальных связей может быть адаптивным механизмом, позволяющим нейронам эффективно интегрировать поступающую информацию.
Пока не установлено, применяются ли аналогичные механизмы в человеческом мозге. Однако полученные данные позволяют рассматривать мозг как «мраморную глыбу», из которой в процессе развития отсекаются ненужные элементы, формируя сложную и специализированную нейронную архитектуру, а не как «глину», поддающуюся внешним воздействиям.