Centrul memoriei din creier ar putea începe mai degrabă ca o rețea aglomerată, decât ca o pânză goală.

Cercetătorii au descoperit că rețelele neuronale timpurii din hipocamp sunt dense și aparent aleatorii, devenind ulterior mai organizate prin eliminarea conexiunilor în timp. Acest proces de „tăiere” creează un sistem mai rapid și mai eficient pentru corelarea experiențelor și formarea amintirilor. Descoperirea contestă ideea că, de fapt, creierul pornește de la zero.

O echipă de oameni de știință, condusă de profesorul Peter Jonas de la Institutul de Știință și Tehnologie din Austria (ISTA), studiază îndeaproape această regiune a creierului. Noua lor cercetare, publicată în Nature Communications, explorează modul în care se dezvoltă una dintre principalele rețele neuronale ale hipocampului după naștere.

Această dezbatere veche întreabă dacă începem viața cu totul prearanjat sau dacă experiențele noastre ne modelează identitatea. În biologie, această întrebare apare ca echilibrul dintre instrucțiunile genetice și influențele mediului care modelează dezvoltarea.

Echipa de cercetare de la ISTA a aplicat această idee hipocampului. Ei au vrut să înțeleagă cum se schimbă rețeaua sa internă după naștere și dacă se comportă mai degrabă ca o tablă goală sau ca una plină.

Oamenii de știință s-au concentrat pe un circuit cheie din hipocamp, format din neuronii piramidali CA3. Aceste celule sunt esențiale pentru stocarea și recuperarea amintirilor. Ele se bazează pe plasticitate, capacitatea creierului de a se adapta prin întărirea sau slăbirea conexiunilor ori prin modificarea structurii, scrie ScienceDaily.

Un tipar surprinzător

Victor Vargas-Barroso, cercetător la ISTA, a studiat creierul șoarecilor în trei etape de dezvoltare: imediat după naștere (zilele 7-8), adolescență (zilele 18-25) și maturitate (zilele 45-50).

Pentru a examina modul în care funcționează aceste rețele, el a folosit o tehnică ce măsoară semnalele electrice minuscule din părți specifice ale neuronilor. Echipa a utilizat, de asemenea, imagistică avansată și metode bazate pe laser pentru a observa activitatea din interiorul celulelor și pentru a activa conexiunile neuronale individuale cu precizie.

Descoperirile au dezvăluit un tipar surprinzător. La începutul dezvoltării, rețeaua CA3 este extrem de densă, cu conexiuni care par în mare parte aleatorii. Pe măsură ce creierul se maturizează, această rețea devine mai puțin aglomerată, dar mai organizată și mai eficientă.

„Această descoperire a fost destul de surprinzătoare”, spune Jonas. „Intuitiv, te-ai putea aștepta ca o rețea să crească și să devină mai densă în timp. Aici vedem opusul. Urmează ceea ce numim un model de tăiere: începe plină, iar apoi devine simplificată și optimizată.”

O sarcină complexă pentru neuroni

Cercetătorii încă explorează de ce apare acest tipar. Jonas sugerează că pornirea cu o rețea puternic conectată ar putea permite neuronilor să se lege rapid, ceea ce este deosebit de important în hipocamp. Această regiune trebuie să combine diferite tipuri de informații, inclusiv imagini, sunete și mirosuri, în amintiri coerente.

„Aceasta este o sarcină complexă pentru neuroni”, explică Jonas. „O conectivitate inițial exuberantă, urmată de o tăiere selectivă, ar putea fi exact ceea ce permite această integrare.”

Dacă creierul ar începe ca o pagină goală, fără conexiuni încorporate, neuronii ar trebui mai întâi să se localizeze și să se conecteze unii cu alții. Acest proces ar putea încetini comunicarea și ar reduce eficiența, îngreunând formarea eficientă a amintirilor.

În ansamblu, concluziile sugerează că creierul nu începe ca o pagină albă, ci ca o rețea bogat conectată care devine mai precisă în timp, prin eliminarea legăturilor inutile.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Cum este creierul capabil „să simtă” bacteriile din intestin și să influențeze organismul

Alimentele ultraprocesate ar putea afecta capacitatea creierului de a se concentra

Ce se întâmplă în creierul oamenilor care folosesc Inteligența Artificială în fiecare zi?

Un studiu a analizat în premieră ce efecte are cafeaua asupra axei intestin-creier

Articolul Creierul nu-și începe existența cu „rezervorul gol, ci plin”, au descoperit oamenii de știință apare prima dată în Descopera.