Младенцы понимают мир с рождения, ведь их мозг не чистый лист

Возможно, мозг младенца уже содержит грубый «черновик» нейронных связей, который жизненный опыт превращает в точный инструмент Веками философы и учёные спорили: рождается ли мозг пустым, готовым впитывать опыт, или приходит в мир уже с какой-то врождённой «начинкой» ? Новое исследование на мышах дало неожиданный ответ: похоже, мозг стартует не с чистого листа, а с избыточно заполненной черновой версии, которую затем редактирует и упрощает по мере взросления. Почему мозг младенца не является «чистым листом» Нейробиологи из Института науки и технологий Австрии (ISTA) исследовали, как устроена ключевая цепь памяти в гиппокампе мышей — области мозга, которая отвечает за пространственную ориентацию и превращение кратковременных воспоминаний в долговременные. Мы, кстати, рассказывали, почему гиппокамп считают центром памяти и как он помогает мозгу собирать воспоминания из отдельных фрагментов. Учёные изучали так называемые CA3-пирамидальные нейроны — клетки, формирующие одну из главных сетей гиппокампа. Результат оказался контринтуитивным: у новорождённых мышей эта сеть была максимально плотной и хаотичной , с огромным количеством случайных соединений. А вот по мере взросления она не разрасталась, а наоборот — становилась более редкой, упорядоченной и эффективной. « Это открытие было довольно неожиданным , — говорит нейробиолог Петер Йонас из ISTA. — Интуитивно можно предположить, что сеть растёт и становится плотнее со временем. Но здесь мы видим обратное ». Слева: гиппокамп молодой мыши представляет собой плотную сеть нейронов. Справа: по мере взросления мыши эта сеть сокращается. Как мозг ребёнка избавляется от лишних нейронных связей Исследователи назвали обнаруженный механизм моделью обрезки . Суть в том, что мозг начинает жизнь «переполненным» связями, а затем постепенно отсекает лишнее, оставляя только нужные маршруты. Это принципиально отличается от модели «чистого листа», в которой нейроны сначала должны найти друг друга, установить контакт и лишь потом начать работать. Представьте себе два способа найти путь из точки А в точку Б. Первый: перед вами уже есть густая сеть дорог, и вам нужно лишь выбрать оптимальный маршрут. Второй: дорог нет, и вам приходится строить их с нуля. Очевидно, что первый вариант быстрее — именно так, по мнению учёных, и действует развивающийся мозг. Команда измеряла электрическую активность и клеточные процессы на трёх стадиях развития мышей: сразу после рождения (7–8 дней) в «подростковом» возрасте (18–25 дней) во взрослом состоянии (45–50 дней) На каждом этапе нейроны помечались специальным веществом — биоцитином, что позволяло полностью восстановить их форму и проследить связи. Результат был последовательным: от плотного хаоса к организованной структуре . Еще больше познавательных статей вы найдете в нашем Telegram-канале. Подпишитесь прямо сейчас! Зачем младенцу избыток нейронных соединений Точная причина такого устройства пока неизвестна, но у исследователей есть гипотеза . Гиппокамп выполняет исключительно сложную задачу: он должен объединять информацию от разных органов чувств — зрения, слуха, обоняния — и связывать её в единую картину. « Это сложная задача для нейронов , — объясняет Петер Йонас. — Изначально избыточная связность с последующей избирательной обрезкой может быть именно тем, что позволяет осуществить такую интеграцию ». Другими словами, если нейронам с самого начала доступны все возможные маршруты связи, им не нужно тратить время на поиск друг друга. Они могут сразу «протестировать» разные соединения и оставить только те, которые действительно работают. Возможно, поэтому младенцы так рано начинают понимать наш мир , замечая закономерности, которым их ещё никто специально не учил. Как мозг помогает детям понимать мир с рождения Здесь важно сделать оговорку: исследование проводилось на мышах, и пока неизвестно, работает ли тот же механизм в мозге человека . Авторы статьи, опубликованной в журнале Nature Communications , прямо указывают на это ограничение. Тем не менее сама идея нейронной «обрезки» не нова для нейронауки. Ранее было известно, что в человеческом мозге количество синапсов (контактов между нейронами) достигает пика в раннем детстве , а затем снижается — особенно активно в подростковом возрасте. Новое исследование добавляет к этому детальную картину того, как именно выглядит этот процесс на уровне конкретной нейронной цепи. Если подтвердится, что человеческий мозг развивается по схожему принципу, это может повлиять на понимание нарушений развития . Например, некоторые гипотезы связывают расстройства аутистического спектра именно с нарушениями нейронных связей — когда лишние связи не удаляются вовремя. Как врождённые нейронные связи меняют обучение Развитие мозга напоминает работу скульптора: лишнее отсекается, чтобы проявилась форма Результаты этой работы предлагают красивую и нетривиальную метафору: мозг — не чистый холст, на который опыт наносит рисунок, а скорее глыба мрамора, из которой жизненный опыт высекает скульптуру . Лишние связи убираются, а нужные становятся крепче и эффективнее. Конечно, это лишь предварительные данные, полученные на одном виде животных и в одной конкретной области мозга. Но они ставят важный вопрос: если мозг приходит в мир не пустым, а «полным», то насколько наши врождённые нейронные структуры определяют способность к обучению, восприятию и даже интуитивному пониманию мира вокруг? Ответ на этот вопрос потребует новых исследований — уже с участием человеческого мозга.
Batafsil | Подробно | Read more... Hi News