Мозг не чистый лист: наука пересматривает детство

«Мы привыкли думать, что мозг новорожденного — это пустой жесткий диск, готовый к записи. Но наше исследование показывает обратное: при рождении это скорее переполненный сервер, где хаос связей со временем уступает место строгой логике», — так комментирует открытие нейробиолог Питер Йонас из Австрийского института науки и технологий (ISTA). Ученые доказали: младенец не учится с нуля, а скорее «отсекает лишнее».

Избыточность как стратегия выживания

Долгое время в педагогике и психологии доминировала метафора «tabula rasa» — чистой доски. Считалось, что опыт пишет на ней свои письмена, формируя личность. Однако работа, опубликованная в престижном журнале Nature Communications, переворачивает это представление. Исследователи сосредоточились на гиппокампе — отделе мозга, отвечающем за пространственную память и перевод краткосрочных впечатлений в долгосрочные архивы.

Оказалось, что у новорожденных мышей сеть пирамидальных нейронов в зоне CA3 напоминает густые джунгли. Связей там так много, что они кажутся случайными. Но по мере взросления животного эта сеть не разрастается, а, наоборот, прореживается. Мозг работает как скульптор: вместо того чтобы лепить из глины, он берет мраморную глыбу и отсекает все лишнее, оставляя только нужные «магистрали».

Почему природа выбрала «обрезку», а не строительство?

Ученые признаются: результат стал неожиданностью. Логичнее было бы предположить, что с возрастом нейронные пути становятся плотнее и сложнее. Но эксперименты показали обратную динамику. Зачем эволюции понадобился такой расточительный механизм?

Ответ кроется в скорости обучения. Если бы мозг был «чистым листом», разрозненным клеткам пришлось бы сначала искать друг друга, прокладывать пути с нуля. Это заняло бы годы. Гораздо эффективнее создать избыточную сеть «на вырост», а затем, по мере поступления информации, просто активировать нужные маршруты и отключать лишние. Представьте, что вам нужно добраться из пункта А в пункт Б. Быстрее это сделать по уже существующей густой сети дорог, даже если половина из них ведет в тупик, чем строить новую трассу с нуля.

Три возраста мозга: от хаоса к порядку

Чтобы подтвердить гипотезу, команда ISTA провела замеры электрической активности и клеточных процессов у мышей в три ключевых этапа: сразу после рождения (7–8 дней), в «подростковом» возрасте (18–25 дней) и у взрослых особей (45–50 дней). Данные однозначно показали: изначально хаотичная и перенасыщенная нейронная сеть гиппокампа со временем превращается в четкую, структурированную систему.

Исследователи полагают, что такой механизм напрямую связан с главной задачей гиппокампа — интеграцией сигналов от разных органов чувств. Зрение, слух, обоняние — все эти потоки должны быть сведены в единую картину мира. Первоначальный избыток связей, за которым следует их частичное удаление, вероятно, и есть тот самый инструмент, который позволяет нейронам успешно справляться с этим сложным синтезом.

Что это значит для нас?

Пока ученые не могут с уверенностью сказать, что точно такие же процессы происходят в человеческом мозге. Однако аналогия напрашивается сама собой. Если модель подтвердится, это изменит подход к раннему развитию детей. Возможно, задача родителей и педагогов — не «записывать» как можно больше информации в пустой мозг, а создавать среду, в которой избыточные нейронные связи будут правильно «обрезаться», оставляя только самые эффективные и нужные пути. Мозг — это не глина, а мрамор, и искусство воспитания, возможно, заключается в умении увидеть, что именно нужно отсечь, чтобы проявился замысел природы.