Мозг формируется совсем не так, как представляли ученые, — параллельно и с упором на опыт

Процесс формирования мозга часто сравнивают со строительством здания. Считалось, что сначала закладываются глубокие слои, а затем верхние, и все это в четкой эмбриональной последовательности. Новое исследование ставит под сомнение эту устоявшуюся точку зрения. Создав чрезвычайно подробную карту развивающегося мозга мыши, исследователи показали, что его формирование гораздо больше похоже на «ступенчатый параллельный процесс», в котором новые и более специализированные типы клеток продолжают возникать еще долгое время после рождения.

Для того чтобы понять сложный процесс формирования мозга, группа ученых из Института мозга им. Аллена создала высококачественный атлас зрительной коры мозга мыши, причем отслеживали клетки на протяжении всей периода развития, с 11-го дня и до полной зрелости на 56-й день постнатального развития. Используя передовые технологии анализа отдельных клеток, они изучили «транскриптом» 568 654 отдельных клеток. Этот метод похож на чтение «списка дел» (РНК) каждой клетки, чтобы увидеть, какой клеткой она становится и какова ее функция.

Также они также использовали набор данных «Multiome», пишет Daily Neuron. Этот мощный метод одновременно считывает генетическую активность клетки и ее «эпигеном», или доступность хроматина. Это можно представить себе не просто как чтение «списка дел», но и как просмотр страниц основной инструкции (ДНК), которые были разблокированы или выделены для использования.

Традиционная модель предполагала, что вспомогательные клетки, известные как глия, формируются в последнюю очередь. Новый атлас показал, что это не так. Глиобласты, предшественники этих вспомогательных клеток, появляются на 15,5 день эмбрионального развития. Более того, первичное деление нейронов происходит не только между глубоким и верхним слоями. Исследование показало, что основное деление на нейроны двух основных функциональных классов, происходит на самой ранней стадии развития клеток-предшественников. Это показывает, что мозг планирует высокоспецифичные функции своих клеток с самого начала.

Возможно, самым примечательным открытием является «значительная диверсификация типов клеток после рождения».

Клеточная сложность мозга не стабилизируется, а стремительно растет.

Исследователи подсчитали количество отдельных кластеров клеток на протяжении времени. При рождении насчитывалось 40 нейронных кластеров. К 25-му дню это число достигло 93. Эта диверсификация происходит всплесками, совпадающими с основными событиями развития. Самый значительный всплеск происходит примерно на 11-й день после рождения, как раз когда мыши впервые открывают глаза. Поступление внешней визуальной информации, по-видимому, запускает волну «широкомасштабных изменений экспрессии генов, специфичных для каждого типа клеток».

Исследование меняет представление о развитии мозга, превращая его из заранее запрограммированного сценария в динамичный, адаптивный процесс. Оно показывает, что опыт — это не просто то, что происходит с уже сформировавшимся мозгом. Опыт — активный компонент в построении самого мозга. Молекулярная логика развития тесно связана с сенсорной информацией.

Философский парадокс «аргумент памяти» утверждает, что мы не можем достоверно помнить свои прошлые мысли, поскольку их смысл меняется вместе с языком и контекстом, в которых они были сформированы. Исследователь Джей Ричардсон доказывает, что память — не архив, а активный процесс реконструкции. Чтобы получить доступ к прошлым мыслям, человек должен приложить усилие — восстановить исходный контекст, различить старые и новые концепции, критически осмыслить изменения.

Источник: vk.com

Источник: ai-news.ru