- 28,221
- 46
- 8 Ноя 2022
Да-да, детская амнезия — не сбой. Это продуманная особенность.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:800/450;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
Центр памяти в мозге новорожденных мышей оказался совсем не похож на чистый лист. Нейроны гиппокампа с первых дней образуют густую сеть из множества сильных связей, а взросление не достраивает ее с нуля, а постепенно убирает лишние контакты. После такой настройки сеть становится разреженной, упорядоченной и лучше разделяет похожие воспоминания.
Работа посвящена гиппокампу, глубоко расположенному участку мозга, который участвует в формировании и извлечении воспоминаний. Исследователи изучили область CA3, или поле Аммона 3. Нейроны в этой зоне соединяются друг с другом и образуют рекуррентную сеть, способную поддерживать совместную активность клеток. Подобная организация помогает связывать отдельные элементы пережитого события и позднее восстанавливать воспоминание по неполным признакам.
Связи между нейронами не остаются неизменными. Синаптическая пластичность позволяет усиливать одни контакты и ослаблять другие в зависимости от активности клеток. Благодаря перестройке сеть может закреплять новую информацию, отделять одно событие от другого и обновлять уже сформированные воспоминания.
Долгое время развитие подобных цепей объясняли двумя противоположными моделями. Первая сравнивала мозг новорожденного с чистым листом: опыт постепенно добавляет связи и записывает на них информацию. Вторая предполагала наличие заранее сформированной основы, которую события после рождения лишь уточняют. Эксперименты на мышах поддержали вторую модель, но показали более сложную картину.
Исследователи сравнили ткани мозга, полученные вскоре после рождения, в подростковом возрасте и у взрослых животных. В ранний период нейроны CA3 оказались соединены особенно плотно. Множество контактов формировало локальную сеть с высокой степенью взаимосвязанности, причем расположение связей выглядело в основном случайным.
По мере взросления количество контактов уменьшалось. Мозг удалял часть синапсов, а оставшиеся связи распределялись уже не случайно. К подростковому возрасту плотность сети заметно снижалась, одновременно появлялась более четкая структура. Во взрослом гиппокампе нейроны образовывали разреженные, но организованные цепи, лучше приспособленные для избирательной обработки информации.
Такую перестройку называют синаптическим прунингом, или сокращением избыточных синаптических связей. Мозг не просто уничтожает случайные контакты ради экономии ресурсов. Отбор меняет саму логику работы сети: слабее связанные клетки перестают легко возбуждать друг друга, а значимые пути передачи сигнала сохраняются и уточняются.
Неожиданным оказалось состояние ранних синапсов. Обычно незрелую нервную систему можно представить как сеть со слабыми и плохо работающими соединениями. Измерения показали обратное: первые контакты между клетками CA3 были настолько сильными, что одного входящего сигнала порой хватало для запуска электрического импульса в соседнем нейроне.
Во взрослом мозге одиночного сигнала обычно недостаточно. Клетка возбуждается после одновременного поступления нескольких входов, которые суммируются в пространстве. Подобный порог делает реакцию более избирательной: нейрон включается не при любом случайном воздействии, а только при подходящем сочетании сигналов.
Высокая возбудимость молодой сети дает мозгу преимущества, но снижает точность. Когда один вход легко запускает множество связанных клеток, разные события могут вызывать сильно пересекающиеся рисунки активности. Сеть сохраняет общие черты пережитого, однако хуже отделяет одно воспоминание от другого.
Поведение молодых животных согласуется с подобной особенностью. Если мышь получает слабый удар током в определенном участке клетки, позднее она замирает при возвращении в опасное место. Взрослое животное связывает страх с конкретной обстановкой. Молодая мышь реагирует похожим образом и в других, лишь отдаленно напоминающих исходное место условиях.
Память у молодого животного при этом существует, но ей не хватает точности. Густая сеть фиксирует пережитое широким рисунком активности, поэтому отдельные обстоятельства смешиваются. После сокращения лишних связей нейроны начинают реагировать на более определенные сочетания входов, а воспоминания получают четкие границы.
Механизм может частично объяснить младенческую амнезию, из-за которой взрослые почти не помнят первые годы жизни. Ранние события способны оставлять след в нервной системе, однако гиппокамп кодирует их иначе, чем поздние воспоминания. Слишком широкие и перекрывающиеся нейронные представления хуже сохраняются в форме, доступной для точного извлечения спустя годы.
Работа не доказывает напрямую, почему человек забывает младенчество. Эксперименты проводили на тканях мозга мышей, а не на людях, и исследовали устройство нейронной сети, а не содержание конкретных воспоминаний. Полученные данные раскрывают возможный клеточный механизм, который согласуется с наблюдением: с возрастом память становится более подробной и привязанной к определенному контексту.
Плотная сеть, возникшая до накопления жизненного опыта, вероятно, формируется по генетической программе развития. После рождения зрительные образы, звуки, запахи и другие сигналы помогают уточнить первоначальную схему. Опыт не заполняет пустой гиппокамп, а выбирает из большого набора связей те, которые пригодятся зрелой системе памяти.
Исследование не исключает влияния событий до рождения. Пренатальный опыт способен менять мозг и поведение, однако подобные следы могут зависеть от других нервных систем и не напоминать подробные эпизодические воспоминания взрослого человека. Авторы считают более вероятным, что ранние связи CA3 служат основой развития, а не содержат готовые воспоминания.
Избыточная связность может давать молодому мозгу необходимую фору. Гиппокамп должен объединять информацию, которая приходит из разных сенсорных систем, включая зрение, слух и обоняние. При слишком редкой исходной сети нужные нейроны могли бы просто не находить друг друга. Густой набор контактов заранее создает множество возможных маршрутов, после чего опыт оставляет полезные и удаляет лишние.
Авторы описали развитие CA3 как переход от локальной, плотной и преимущественно случайной сети к распределенной, разреженной и структурированной. Формирование памяти начинается не с добавления связей на пустое место, а с отбора внутри уже насыщенной нейронной схемы.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:800/450;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
Центр памяти в мозге новорожденных мышей оказался совсем не похож на чистый лист. Нейроны гиппокампа с первых дней образуют густую сеть из множества сильных связей, а взросление не достраивает ее с нуля, а постепенно убирает лишние контакты. После такой настройки сеть становится разреженной, упорядоченной и лучше разделяет похожие воспоминания.
Работа посвящена гиппокампу, глубоко расположенному участку мозга, который участвует в формировании и извлечении воспоминаний. Исследователи изучили область CA3, или поле Аммона 3. Нейроны в этой зоне соединяются друг с другом и образуют рекуррентную сеть, способную поддерживать совместную активность клеток. Подобная организация помогает связывать отдельные элементы пережитого события и позднее восстанавливать воспоминание по неполным признакам.
Связи между нейронами не остаются неизменными. Синаптическая пластичность позволяет усиливать одни контакты и ослаблять другие в зависимости от активности клеток. Благодаря перестройке сеть может закреплять новую информацию, отделять одно событие от другого и обновлять уже сформированные воспоминания.
Долгое время развитие подобных цепей объясняли двумя противоположными моделями. Первая сравнивала мозг новорожденного с чистым листом: опыт постепенно добавляет связи и записывает на них информацию. Вторая предполагала наличие заранее сформированной основы, которую события после рождения лишь уточняют. Эксперименты на мышах поддержали вторую модель, но показали более сложную картину.
Исследователи сравнили ткани мозга, полученные вскоре после рождения, в подростковом возрасте и у взрослых животных. В ранний период нейроны CA3 оказались соединены особенно плотно. Множество контактов формировало локальную сеть с высокой степенью взаимосвязанности, причем расположение связей выглядело в основном случайным.
По мере взросления количество контактов уменьшалось. Мозг удалял часть синапсов, а оставшиеся связи распределялись уже не случайно. К подростковому возрасту плотность сети заметно снижалась, одновременно появлялась более четкая структура. Во взрослом гиппокампе нейроны образовывали разреженные, но организованные цепи, лучше приспособленные для избирательной обработки информации.
Такую перестройку называют синаптическим прунингом, или сокращением избыточных синаптических связей. Мозг не просто уничтожает случайные контакты ради экономии ресурсов. Отбор меняет саму логику работы сети: слабее связанные клетки перестают легко возбуждать друг друга, а значимые пути передачи сигнала сохраняются и уточняются.
Неожиданным оказалось состояние ранних синапсов. Обычно незрелую нервную систему можно представить как сеть со слабыми и плохо работающими соединениями. Измерения показали обратное: первые контакты между клетками CA3 были настолько сильными, что одного входящего сигнала порой хватало для запуска электрического импульса в соседнем нейроне.
Во взрослом мозге одиночного сигнала обычно недостаточно. Клетка возбуждается после одновременного поступления нескольких входов, которые суммируются в пространстве. Подобный порог делает реакцию более избирательной: нейрон включается не при любом случайном воздействии, а только при подходящем сочетании сигналов.
Высокая возбудимость молодой сети дает мозгу преимущества, но снижает точность. Когда один вход легко запускает множество связанных клеток, разные события могут вызывать сильно пересекающиеся рисунки активности. Сеть сохраняет общие черты пережитого, однако хуже отделяет одно воспоминание от другого.
Поведение молодых животных согласуется с подобной особенностью. Если мышь получает слабый удар током в определенном участке клетки, позднее она замирает при возвращении в опасное место. Взрослое животное связывает страх с конкретной обстановкой. Молодая мышь реагирует похожим образом и в других, лишь отдаленно напоминающих исходное место условиях.
Память у молодого животного при этом существует, но ей не хватает точности. Густая сеть фиксирует пережитое широким рисунком активности, поэтому отдельные обстоятельства смешиваются. После сокращения лишних связей нейроны начинают реагировать на более определенные сочетания входов, а воспоминания получают четкие границы.
Механизм может частично объяснить младенческую амнезию, из-за которой взрослые почти не помнят первые годы жизни. Ранние события способны оставлять след в нервной системе, однако гиппокамп кодирует их иначе, чем поздние воспоминания. Слишком широкие и перекрывающиеся нейронные представления хуже сохраняются в форме, доступной для точного извлечения спустя годы.
Работа не доказывает напрямую, почему человек забывает младенчество. Эксперименты проводили на тканях мозга мышей, а не на людях, и исследовали устройство нейронной сети, а не содержание конкретных воспоминаний. Полученные данные раскрывают возможный клеточный механизм, который согласуется с наблюдением: с возрастом память становится более подробной и привязанной к определенному контексту.
Плотная сеть, возникшая до накопления жизненного опыта, вероятно, формируется по генетической программе развития. После рождения зрительные образы, звуки, запахи и другие сигналы помогают уточнить первоначальную схему. Опыт не заполняет пустой гиппокамп, а выбирает из большого набора связей те, которые пригодятся зрелой системе памяти.
Исследование не исключает влияния событий до рождения. Пренатальный опыт способен менять мозг и поведение, однако подобные следы могут зависеть от других нервных систем и не напоминать подробные эпизодические воспоминания взрослого человека. Авторы считают более вероятным, что ранние связи CA3 служат основой развития, а не содержат готовые воспоминания.
Избыточная связность может давать молодому мозгу необходимую фору. Гиппокамп должен объединять информацию, которая приходит из разных сенсорных систем, включая зрение, слух и обоняние. При слишком редкой исходной сети нужные нейроны могли бы просто не находить друг друга. Густой набор контактов заранее создает множество возможных маршрутов, после чего опыт оставляет полезные и удаляет лишние.
Авторы описали развитие CA3 как переход от локальной, плотной и преимущественно случайной сети к распределенной, разреженной и структурированной. Формирование памяти начинается не с добавления связей на пустое место, а с отбора внутри уже насыщенной нейронной схемы.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
