Когда новорожденный детеныш млекопитающего впервые открывает глаза, он уже способен достаточно адекватно «видеть» и воспринимать окружающий мир, о чем можно судить по его весьма сложному поведению. Эта способность, начинающая формироваться еще во время внутриутробного развития, связана с организацией особых нейронных сетей мозга, которые помогают быстрой ориентации нового организма во внешнем мире
Известно, что сетчатка глаза мышиных эмбрионов, а также новорожденных, еще слепых мышат демонстрирует спонтанную активность нервных клеток. После того, как у детеныша открываются глаза, эта активность исчезает – она замещается работой более зрелой нейронной сети, передающей в мозг визуальные сигналы. Но зачем мышатам видеть такие «сны наяву»?
Сетчатка глаза млекопитающих представляет собой, по сути, тонкий слой нервной ткани, отвечающий за восприятие изображения, его преобразование в нервные импульсы и их передачу в головной мозг. В этом органе имеются радиально расположенные слои нервных клеток: ганглионарные нейроны, залегающие в самой глубине сетчатки, фоточувствительные (палочки и колбочки) и биполярные, соединяющие эти клетки между собой.
В сетчатке также присутствуют так называемые амакриновые клетки – промежуточные нейроны, осуществляющие горизонтальные связи; их особенностью является выделение различных нейромедиаторов. Известно, что эти нейроны первыми обрабатывают информацию, поступающую от биполярных клеток, и передают ее дальше, ганглионарным клеткам. В сетчатке глаза взрослых особей амакриновые клетки играют решающую роль в работе нервных цепей, участвующих в обнаружении движения.
Ученые из Йельского университета (США) визуализировали работу нейронов, обеспечивающих спонтанную активность сетчатки, в мозге новорожденных мышат. Оказалось, что она аналогична активности, возникающей при движении животного вперед. Другими словами, развивающаяся сетчатка мышонка заранее «проигрывает» то, что он может увидеть позже, при реальном движении.
Исследователи также показали, что спонтанная активность нейронов сетчатки способствует развитию зрительной функции в области верхнего двухолмия мозга, вовлеченного в управление движениями глаз, где происходит обработка зрительной информации.
Когда ученые заблокировали работу амакриновых нейронов, работающих через тормозной нейромедиатор ГАМК, спонтанная нервная активность сетчатки также нарушилась. В результате такие мышата после открытия глаз не могли правильно реагировать на зрительные стимулы.
Таким образом, речь идет о предварительной «тренировке» зрительного восприятия, но как она возможна в отсутствие какой-либо визуальной информации, неясно. Зато эволюционный смысл этой преадаптации ясен: такой «сон» повышает готовность новорожденного немедленно среагировать на возможную угрозу.
Все эти результаты получены на мышатах, которые ориентируется в мире гораздо лучше новорожденного человеческого младенца, но можно предположить, что и у людей самоорганизация зрительной системы начинается еще до рождения. Ведь кое-что умеет и младенец – например, реагировать на движение пальца, находящегося в его поле зрения.
Фото: https://www.flickr.com