Більшість з нас майже нічого не пам’ятає з перших років життя. Цей феномен, відомий як дитяча амнезія, довгий час був загадкою для нейробіологів. Чи мозок народжується як чиста дошка, на якій досвід поступово пише спогади? Чи він вже має певну вбудовану структуру? Нова наукова робота, опублікована в журналі Nature Communications, пропонує несподівану відповідь, отриману в результаті дослідження на мишах. Вона показує, що центр пам’яті в мозку починає життя не як порожній аркуш, а як щільна павутина зв’язків, які потім радикально перебудовуються. 1
Гіпокамп
Дослідження зосередилося на гіпокампі — структурі у формі морського коника, глибоко в мозку, яка відповідає за формування довготривалих спогадів. Вчені з Інституту науки і технологій Австрії вивчали конкретну його ділянку під назвою СА3, яка грає ключову роль у збереженні та відтворенні пам’яті. Вони аналізували тканину мозку мишей, взяту безпосередньо після народження, у підлітковому віці та в дорослому стані.
Результати були вражаючими. Виявилося, що на самому початку життя нейронні мережі в СА3 надзвичайно щільно пов’язані між собою. Нейрони утворювали безладну, гіперзв’язану павутину з багатьма, здавалося б, випадковими контактами.
«Ми виявили, що система не є tabula rasa, як ми спочатку думали, куди можна просто записувати інформацію, і потім у якийсь момент ця інформація заповнює систему», — пояснив співавтор дослідження нейронауковець Петер Йонас. — «Навпаки, вона починається як tabula plena [повна дошка], а потім стає більш розрідженою та специфічно зв’язаною».
Чому з віком час прискорюється?
Згодом, у процесі, відомому як синаптичне обрізання (синаптичне прибирання), ця щільна мережа починає прочищатися. Зайві зв’язки зникають, залишаючи більш організовану та точну структуру. Це прибирання починається незабаром після народження, а до підліткового віку зв’язків значно меншає. Цікаво, що ранні зв’язки, незважаючи на свою безладність, виявилися надзвичайно сильними.
«Можна подумати, що на ранніх стадіях розвитку у вас є погані та слабкі синапси, але ми виявили протилежне», — зазначив Йонас.
Чому ранні спогади стираються
Однак ця сила має свою ціну. У надзвичайно зв’язаній молодій мережі для активізації нейрона достатньо лише одного вхідного сигналу. У дорослих же мережах нейрони зазвичай вимагають кількох одночасних сигналів, щоб активуватися. Легка збудливість молодих нейронів призводить до того, що різні досвіди можуть запускати перекриваючі шаблони активності. Якщо це перекриття занадто велике, мозку важко розрізнити один спогад від іншого.
Замість формування чітких, окремих мереж для кожного спогаду мозок генерує ширші, менш специфічні відбитки пам’яті. Система дуже активна, але не дуже точна. Ця неточність може впливати і на поведінку. Наприклад, дослідження на гризунах показують, що молоді тварини, навчившись боятися певного місця в клітці, де вони отримали легкий удар струмом, демонструють реакцію страху і в подібних середовищах. Дорослі ж миші завмирають саме в тому конкретному місці — їхня пам’ять точніша 2.
«Є багато робіт з психології розвитку, які припускають, що пам’ять стає більш специфічною з віком. І тому цікаво, що зараз на рівні нейронних ланцюгів ми також бачимо, що шаблони зв’язності стають більш розрідженими», — прокоментувала дослідження Хаудур Фрейя Олафсдоттір, доцент Інституту мозку, пізнання та поведінки Дондерса в Нідерландах, яка не брала участі в роботі 1.
Генетична програма чи ранній досвід?
Що ж формує цю щільну ранню мережу? Дослідники припускають, що вона може бути результатом генетично запрограмованого процесу розвитку. Після народження досвід уже вдосконалює ці мережеві зв’язки, відточуючи їх. Ця модель не виключає можливості того, що досвід до народження залишає сліди в мозку, але ці сліди, ймовірно, відрізняються від детальних спогадів, що формуються пізніше.
Початкова «повна дошка» дає мозку важливу фору. Якби він починав з чистого аркуша, нейрони могли б бути надто роз’єднаними, щоб знайти один одного, що ускладнило б ранню комунікацію. Почавши з надмірно зв’язаної мережі, гіпокамп гарантує, що необхідні мережеві зв’язки вже на місці, що дозволяє нейронам швидко зв’язувати різні типи інформації — образи, звуки, запахи.
Отже, відповідь на питання, чому ми не пам’ятаємо раннє дитинство, може критися саме в цій трансформації: наші найперші спогади формуються в надзвичайно активній, але невиразній нейронній мережі. Коли мозок дозріває і мережа стає більш розрідженою та специфічною, ці широкі, нечіткі відбитки можуть просто не вписатися в нову, точнішу архітектуру довготривалої пам’яті. Вони не стерлися повністю — вони, можливо, просто занадто неконкретні, щоб їх можна було чітко відтворити.
Дякуємо за відгук!
Підписуйтесь на нові статті!
