Mokslininkai nustebino: smegenys gali gimti ne tuščios, o jau „pilnos“ – kas vyksta vėliau?

Smegenys nuo pradžių ne „tuščias lapas“?

Naujas tyrimas su pelėmis rodo, kad smegenys ankstyvame amžiuje gali turėti itin tankų, netvarkingą ryšių tinklą, kuris vėliau „sutvarkomas“. Tai meta iššūkį paplitusiai minčiai, kad nerviniai tinklai paprastai tik pamažu auga ir tankėja.

Tyrimas buvo sutelktas į hipokampą – smegenų sritį, svarbią erdvinei atminčiai ir trumpalaikių prisiminimų perkėlimui į ilgalaikius. Mokslininkai analizavo vieną pagrindinių hipokampo grandinių, susijusių su atminties formavimu.

Tankūs ryšiai, kurie vėliau „apkarpomi“

Austrijos mokslo ir technologijų instituto neurobiologai nustatė, kad jauniausių pelių hipokampe ryšiai tarp CA3 piramidinių neuronų iš pradžių būna labai gausūs ir iš pažiūros atsitiktiniai. Vystantis smegenims, šis tinklas darosi tikslesnis, labiau organizuotas, o dalis jungčių pašalinama.

„Šis atradimas buvo gana netikėtas“, – sakė neurobiologas Peteris Jonas.

„Intuityviai tikėtumėmės, kad tinklas laikui bėgant auga ir tankėja, tačiau čia matome priešingą procesą: jis prasideda pilnas, o vėliau tampa aptakesnis ir optimizuotas“, – teigė jis.

Kodėl smegenys taip vystosi?

Autoriai aiškina, kad itin tankus pradinis „pagrindas“ gali padėti greičiau sukurti efektyvias grandines mokantis. Jei ryšių pradžioje būtų mažai, nutolusiems neuronams tektų ilgiau „surasti“ vieniems kitus, o tai galėtų lėtinti augančių smegenų gebėjimą greitai apdoroti informaciją.

Tyrėjai pabrėžia, kad hipokampas turi sudėtingą užduotį susieti signalus iš skirtingų pojūčių sistemų ir paversti juos nuosekliais prisiminimais. Tokiai integracijai gali būti naudinga pradžioje gausi jungčių „perteklių“ turinti struktūra, kuri vėliau atrankiai apkarpoma.

Kaip buvo tiriama ir ką tai reiškia žmonėms?

Mokslininkai matavo elektrinį aktyvumą ir kitus ląstelinius procesus keliais pelių raidos etapais: iškart po gimimo, maždaug 7–8 dieną, paauglystėje maždaug 18–25 dieną ir suaugus apie 45–50 dieną. Šie duomenys parodė kryptingą perėjimą nuo tankaus, mažiau tvarkingo tinklo prie labiau struktūruoto.

Kol kas neaišku, kiek šie rezultatai tiesiogiai pritaikomi žmogaus smegenims, nes skiriasi raidos trukmė ir sudėtingumas. Vis dėlto pats principas atitinka plačiau žinomą neurovystymosi idėją, kad ankstyvame amžiuje ryšiai formuojasi gausiai, o vėliau dalis jų pašalinama, paliekant efektyviausius kelius.

Tyrimas paskelbtas žurnale „Nature Communications“ ir papildo diskusiją apie tai, kaip ankstyvoji smegenų architektūra gali lemti mokymosi greitį, atminties formavimąsi ir nervinių tinklų specializaciją.