Мозг новорожденных может быть изначально заполнен избыточными нейронными связями, которые затем постепенно «обрезаются» и оптимизируются по мере взросления. К такому выводу пришли нейробиологи из Института науки и технологий Австрии. Работа опубликована в журнале Nature Communications (NatCom).
Ученые изучали гиппокамп мышей — область мозга, связанную с пространственной памятью и переводом кратковременных воспоминаний в долговременные. Особое внимание исследователи уделили сети нейронов CA3.
Оказалось, что у новорожденных мышей эта сеть чрезвычайно плотная и содержит большое количество, на первый взгляд, случайных связей между нейронами. Однако с возрастом структура становится более упорядоченной: часть соединений исчезает, а оставшиеся формируют более эффективную сеть.
«Это открытие оказалось довольно неожиданным. Интуитивно можно было бы предположить, что нейронная сеть со временем только растет и усложняется. Но мы увидели противоположное», — рассказал автор работы Петер Йонас.
Исследователи называют этот процесс «моделью прунинга» — от английского pruning, то есть «обрезка». Согласно этой модели, мозг начинает развитие с избытком связей, а затем постепенно избавляется от лишних.
Авторы предполагают, что такой подход помогает мозгу быстрее обучаться. Если между нейронами уже существует множество потенциальных путей связи, организму остается лишь «выбрать» наиболее эффективные из них, а не строить новые соединения с нуля.
Ученые сравнивают этот процесс с дорожной сетью: добраться до нужной точки проще, если дороги уже существуют и остается только выбрать маршрут.
Для исследования команда анализировала мозг мышей на трех этапах развития: сразу после рождения, в подростковом возрасте и у взрослых животных. Измерялась электрическая активность нейронов и другие клеточные параметры.
По мнению авторов, гиппокамп особенно нуждается в такой гибкой архитектуре, поскольку ему приходится объединять информацию от разных органов чувств — зрения, слуха и обоняния.
Пока неизвестно, работает ли такой механизм у людей, однако исследователи считают результаты важным шагом к пониманию того, как формируются память и нейронные сети мозга.
Ранее врач назвала симптом, который указывает на опухоль мозга.
