Недавние исследования нейробиологов, опубликованные в журнале Nature Communications, опровергли широко распространённое мнение о том, что новорождённые обладают чистым умом, как табула раса, и продемонстрировали, что их центральная нейросеть памяти уже готова к активной работе. Как стало известно из Кингисепп-сегодня.рф, исследование проводилось в лаборатории профессора Петера Йонаса в Австрийском институте науки и технологий (ISTA).
С давних пор учёные задаются вопросом о том, что лучше описывает состояние recém-nascido (новорождённого): концепция табула раса, предполагающая отсутствие знаний и опыта, или табула plena, подразумевающая наличие заранее заданной информации. Этот философский вопрос перекликается с биологической темой, где происходит противоборство между генами, задающими общий план строения организма, и факторами окружающей среды, которые формируют конечный результат.
В рамках своего проекта выпускник ISTA Виктор Варгас-Барросо исследовал гиппокамп мышей на трёх этапах их развития: сразу после рождения (7-8 день), в детстве (18-25 день) и у взрослых особей (45-50 день). Учёные применили метод локальной фиксации потенциала для анализа сетей и регистрации микроскопических электрических сигналов в различных частях нейронов. Инструменты, такие как лазерная микроскопия, позволили им наблюдать внутриклеточные процессы.
Результаты исследования показали, что на ранних стадиях развития сеть СА3 в гиппокампе была очень плотной, а связи между нейронами выглядели случайными. Однако по мере взросления животных конфигурация сети менялась: она становилась более разреженной, но при этом более структурированной и эффективной. Профессор Йонас отметил, что это открытие стало для него настоящей неожиданностью. «Интуитивно ожидаешь, что сеть со временем разрастается и становится плотнее. А мы видим прямо противоположное», — сказал он.
Это наблюдение соответствует модели обрезки, согласно которой изначально перенасыщенная сеть проходит через процесс оптимизации, чтобы стать более упорядоченной и эффективной. Профессор предполагает, что изначально широкая и разветвлённая сеть позволяет нейронам быстро и эффективно соединяться друг с другом, что является критически важным для гиппокампа. Его задача заключается не только в хранении информации, поступающей от органов чувств, но и в связывании всех этих данных воедино.
Таким образом, по мнению учёных, избыточность связей на ранних этапах может быть тем механизмом, который обеспечивает интеграцию информации в мозге. Если бы сеть действительно формировалась по принципу табула раса — без каких-либо изначальных соединений, нейроны находились бы слишком далеко друг от друга, и им пришлось бы «отыскивать» друг друга, что сделало бы коммуникацию практически невозможной.
Эти открытия открывают новые горизонты в понимании формирования памяти и нейронных сетей на ранних этапах жизни, ставя под сомнение традиционные представления о том, как мы учимся и запоминаем информацию.