Нейробиологи сделали открытие, которое может изменить привычный взгляд на развитие человека в первые месяцы жизни. Выяснилось, что мозг новорожденных изначально содержит огромное количество сложных нейронных связей, а не формирует их постепенно с нуля, как считалось десятилетиями. Работа ученых опубликована в журнале Nature Communications и уже вызвала большой интерес в научном сообществе, сообщает gazeta.ru.
Результат исследований оказался неожиданным
Команда австрийских нейробиологов изучала развитие области мозга, отвечающей за память, ориентацию в пространстве и преобразование кратковременных воспоминаний в долговременные.
Главное внимание ученые уделили сети нейронов CA3 (нейроны, которые занимаются кодированием эпизодической памяти и ассоциативным восстановлением информации). Именно эта структура оказалась неожиданно сложной уже в первые дни после рождения.
Во время эксперимента специалисты исследовали мозг мышей на трех этапах развития:
-
сразу после рождения;
-
в подростковом возрасте;
-
у взрослых особей.
Они анализировали электрическую активность клеток и характер соединений между нейронами. Результат оказался неожиданным даже для самих авторов работы.
Мозг младенца оказался сложнее
У новорожденных мышей нейронная сеть была чрезвычайно плотной и выглядела почти хаотичной. Между клетками обнаружено огромное количество связей, часть которых на первый взгляд кажется случайной.
Однако по мере взросления структура мозга не усложняется, а, наоборот, становится более компактной и организованной. Лишние соединения постепенно исчезают, а оставшиеся формируют эффективную систему передачи информации.
Автор исследования Петер Йонас признался, что команда ожидала совершенно других итогов эксперимента. По его словам, интуитивно казалось логичным, что нейронная сеть с возрастом должна только разрастаться и становиться сложнее.
Почему мозг «обрезает» связи
Ученые называют этот механизм «нейронным прунингом» – от английского слова pruning, которое переводится как «обрезка».
Суть процесса заключается в том, что мозг сначала создает огромный запас связей между нейронами, а затем постепенно избавляется от ненужных соединений. Благодаря этом сеть становится более точной и эффективной.
Механизм можно сравнить с дорожной системой. Если «дороги» уже существуют, организму остается лишь выбрать наиболее удобный маршрут. Если же путей нет совсем, их пришлось бы строить с нуля, а это значительно замедлило бы обучение и развитие.
Мозг помогает младенцу быстрее адаптироваться к миру
Авторы исследования считают, что такая архитектура мозга помогает младенцам быстрее адаптироваться к окружающему миру. Особенно это важно, когда одновременно обрабатывается информация от зрения, слуха, обоняния и других органов чувств.
Поэтому представление о мозге ребенка как о «чистом листе» может быть ошибочным с биологической точки зрения. Избыточная сеть связей позволяет организму быстрее формировать память и обучаться в первые месяцы жизни.
Пока эксперименты проводились только на мышах, но специалисты предполагают, что похожий механизм может существовать и у человека.
