Ученые: мозг при рождении не является чистым листом

Мозг в раннем возрасте может развиваться не по принципу «чистого листа», а через постепенное упорядочивание уже плотной сети связей. К такому выводу пришли исследователи, изучившие развитие гиппокампа у мышей, говорится в работе, опубликованной в Nature Communications.

Нейробиологи из Австрийского института науки и технологий проследили, как меняется мозг мышей от первых дней после рождения до взрослого возраста. Основное внимание они уделили цепи памяти в гиппокампе — области, которая участвует в пространственной памяти и переводе кратковременных воспоминаний в долговременные.

Специалисты изучали пирамидальные нейроны в зоне CA3 гиппокампа. У новорожденных мышей связи между этими клетками оказались густыми и хаотичными. По мере взросления животных сеть становилась менее плотной, но более организованной.

Нейробиолог Питер Йонас отметил, что такие результаты стали неожиданными для команды. Исследователи предполагали, что с возрастом количество связей будет увеличиваться, однако наблюдения показали обратную картину.

Авторы назвали выявленный процесс «обрезкой» лишних соединений. Сначала мозг формирует насыщенную сеть, а затем постепенно избавляется от избыточных связей, оставляя более точную и упорядоченную структуру.

Почему развитие происходит именно так, пока неизвестно. При этом ученые считают, что плотная начальная сеть может облегчать формирование нужных маршрутов между нейронами. Если бы мозг начинал с полностью пустой структуры, удаленным клеткам пришлось бы сначала находить друг друга, что могло бы замедлить обучение молодого мозга.

Исследователи сравнили этот механизм с дорожной системой. Когда дороги уже существуют, выбрать маршрут между двумя точками проще. Если же путь нужно прокладывать с нуля, на это требуется больше времени.

В ходе работы специалисты проверяли электрическую активность и клеточные процессы у мышей трех возрастов: вскоре после рождения, в подростковый период и во взрослом состоянии. Полученные данные подтвердили, что плотная и случайная сеть в гиппокампе постепенно превращается в более разреженную и структурированную.

Авторы предполагают, что такой механизм может быть связан с особенностями работы гиппокампа. Эта область объединяет информацию от разных органов чувств, включая зрение, слух и обоняние. Избыточные ранние связи и их последующее сокращение могут помогать нейронам выполнять эту сложную задачу.

Исследователи пока не установили, действует ли подобный механизм в мозге человека. Однако работа предлагает рассматривать развитие мозга не как заполнение пустого пространства, а как отбор и удаление лишних связей из уже насыщенной нейронной сети.