Новое исследование показало, что мозг при рождении не является чистым листом

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.