«Преображение» взрослого мозга начинается с клеток

Моменты, которые изменяют нашу жизнь, также меняют наш мозг: все, начиная от первого поцелуя и заканчивая последней встречей, модифицирует нейроны. Новое исследование, проведенное французскими и американскими учеными, предполагает, что при формировании новых воспоминаний, наш мозг сам себя перестраивает, изменяя тем самым мировосприятие. Об этом они написали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Рост новых аксонов в зрительной коре обозначен зеленым цветом. Credit: Charles D. Gilbert  et al.

Понятие о нейропластичности появилось давно, и ученые знали, что мозг может сам себя ремоделировать как в результате нормального формирования памяти, так и в процессе восстановления после травм. Также обнаружено, что при травмах нейроны выращивают новые аксоны.

В этот раз исследователи занимались изучением перцептивного обучения – процесса, нацеленного на более тонкое восприятие звуков, картин и запахов. Ученые предположили, что именно ремоделирование мозга лежит в его основе.

Чтобы проверить свою гипотезу, Чарльз Гилберт (Charles D. Gilbert) и его коллеги решили изучить зрительную кору, проведя эксперимент на двух макаках: обезьянам показывались картинки, содержащие большое количество тире, некоторые из них объединялись, формируя сплошную линию. Задача обезьян заключалась в том, чтобы идентифицировать эту линию, а чем меньше она содержала тире, тем сложнее это было сделать.

Первоначально, обезьяны справлялись только с простыми задачами, когда линии состояли из девяти тире. С неделями тренировки, однако, они научились справляться с более сложными упражнениями, а одно животное оказалось способным различить линию из трех тире.

Стоит отметить, что животные не нуждались в пищевом вознаграждении, а навык формировался только с помощью повторного выполнения упражнений.

На протяжении эксперимента ученые отслеживали клеточные изменения в зрительной коре (затылочные доли полушарий мозга) – области, которая получает и обрабатывает сигналы от глаз. Они обнаружили, что по мере обучения животных нейроны зрительной коры формировали новые аксоны и теряли некоторые старые. Эти результаты еще раз показывают, что взрослому мозгу свойственна пластичность.

«Мы всегда знали, что мозг нуждается в некоторой степени пластичности во взрослой жизни, чтобы мы могли приобрести новые воспоминания, — говорит Гилберт.  — Но оказалось, что пластичность более вездесущая, чем мы изначально полагали».

Текст: Анастасия Тихомирова

Axonal plasticity associated with perceptual learning in adult macaque primary visual cortex by Timo van Kerkoerle, Sally A. Marik, Stephan Meyer zum Alten Borgloh, and Charles D. Gilbert in Proceedings of the National Academy of Sciences. October 9, 2018 115 (41) 10464-10469

https://doi.org/10.1073/pnas.1812932115