Исследователи из Австрийского института науки и технологий пришли к выводу, что мозг новорожденных мышей не представляет собой «чистый лист», как предполагалось ранее. Результаты работы, опубликованной в журнале Nature Communications, показывают, что на раннем этапе развития нейронные сети мозга уже обладают высокой плотностью связей, которые затем постепенно упорядочиваются.
Читайте: Госдума планирует ввести несколько новых запретов
Нейробиологи изучали гиппокамп мышей — область мозга, отвечающую за пространственную память и преобразование кратковременных воспоминаний в долговременные. Особое внимание ученые уделили сети пирамидальных нейронов зоны CA3, которая играет важную роль в процессах хранения и обработки информации.
Исследование показало, что сразу после рождения нейронные связи в этой области отличаются высокой плотностью и хаотичностью. По мере взросления структура сети становится более организованной, а часть избыточных соединений исчезает.
Нейробиолог Питер Йонас отметил, что полученные результаты оказались неожиданными для исследователей. По его словам, обычно предполагается, что нейронные сети постепенно разрастаются и усложняются с возрастом, однако в данном случае ученые наблюдали противоположный процесс — первоначальную избыточность связей с последующей «обрезкой» и оптимизацией системы.
Авторы работы предполагают, что подобный механизм позволяет мозгу быстрее обучаться. По мнению исследователей, наличие заранее сформированной сети облегчает взаимодействие между удаленными нейронами. Если бы мозгу приходилось создавать все соединения с нуля, процесс обучения занял бы значительно больше времени.
Для анализа ученые измеряли электрическую активность и клеточные процессы на нескольких этапах развития мышей. Исследования проводились сразу после рождения, затем в возрасте 7–8 дней, в подростковом периоде между 18 и 25 днями, а также у взрослых животных в возрасте около 45–50 дней.
Полученные данные подтвердили, что первоначально нейронная сеть гиппокампа обладает чрезмерным количеством связей, которые постепенно становятся более структурированными. Исследователи считают, что это может быть связано со сложной задачей интеграции информации, поступающей от органов чувств.
Питер Йонас отметил, что гиппокамп обрабатывает сигналы от зрения, слуха и обоняния одновременно, а потому первоначальная чрезмерная взаимосвязь нейронов может быть необходима для эффективного формирования памяти и обучения.
При этом ученые подчеркивают, что пока результаты исследования относятся только к мозгу мышей. Насколько аналогичный механизм работает у человека, специалистам еще предстоит выяснить в дальнейших исследованиях.
Читайте также: