Насыщенная жизнь с игрушками и товарищами физически перекраивает карту мозга — и у растущих детенышей, и у взрослых животных. Такую перестройку, охватившую более 100 отделов мозга мышей, разглядели нейробиологи Эдинбургского университета вместе с коллегами. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Одних мышей растили с рождения до зрелости в просторных клетках с колесами, тоннелями и предметами для исследования, пока их сородичи сидели в стандартных вольерах. Других переселяли в такую среду уже во взрослом возрасте, чтобы проверить, способен ли зрелый мозг на ту же учебу. Третий эксперимент проверил обратную сторону опыта: детенышам на неделю закрывали один глаз в критический период развития, когда зрительная система особенно чувствительна к событиям вокруг.
Заглянуть в мозг помог метод синаптомного картирования: два ключевых белка синапсов заставили светиться, что позволило разглядеть каждый синапс по отдельности на тонких срезах мозга. Так ученые составили карты трех молекулярных типов и 37 подтипов возбуждающих синапсов и сравнили, как они меняются от пережитого. Полный набор синапсов со всем их многообразием исследователи называют синаптомом, а его организацию в пространстве и времени — архитектурой синаптома.
Перестройка оказалась масштабной, но прицельной: разные впечатления меняли разные наборы подтипов, а не все синапсы подряд. Хотя закрытый глаз касается только зрительного пути, изменения вышли далеко за его пределы. Сдвиги нашлись и у выросших в богатстве, и у переселенных туда взрослых — выходит, механизм адаптации един от детства до зрелости.
Авторы сравнивают происходящее с работой иммунной системы и живой природы: как антиген выбирает из готового репертуара нужные клоны лимфоцитов, а отбор сдвигает частоты генов в популяции, так опыт перетасовывает состав синапсов. Поскольку затронутые белки управляют силой контактов и их пластичностью, перекройка способна менять и поведение животного. Сходную перестройку вызывают старение, недосып, травмы и генные мутации — похоже, у мозга есть единый принцип отвечать на любой вызов среды.
Ранее сообщалось, что разработанная учеными таблетка вернула взрослым детскую пластичность зрения.