Мозг знает, как устроен мир, еще до рождения человека

Долгосрочные исследования в области нейробиологии показали, что нейроны не активируются произвольно, а следуют заданным паттернам. Мозг демонстрирует фоновую активность — «режим по умолчанию», который сохраняется даже в отсутствие специфических задач. Эта основа определяет диапазон сенсорных реакций, которые могут произойти в ответ на новые сигналы, такие как запахи или изображения. Модификация базового паттерна происходит при поступлении нового ощущения. Органоиды показывают аналогичную активность, что указывает на врожденный характер этой «операционной системы».

Вопрос о том, рождается ли человек с предопределенными структурами мышления или они формируются через опыт, обсуждается философами на протяжении веков. Новое исследование, проведенное под руководством Тала Шарфа, специалиста по биомолекулярной инженерии, указывает на пользу врожденных знаний. Команда исследовала развитие мозговых органоидов — трехмерных моделей тканей, которые формируются из стволовых клеток в лабораторных условиях без какого-либо сенсорного воздействия. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Neuroscience.
Способности мозга к познанию до получения опыта

Человеческий мозг может обрабатывать визуальные и звуковые сигналы, в то время как клетки органоидов начинают автоматически отправлять электрические сигналы. Эти паттерны оказались близкими к «режиму по умолчанию» — базовой активности взрослого мозга, необходимой для восприятия информации от всех органов чувств.

«Эти клетки явно взаимодействуют и формируют цепи, которые самоорганизуются до того, как мы можем что-либо воспринять из внешнего мира», — поясняет Тал Шарф. Он утверждает, что существует операционная система, закладывающаяся еще до рождения, и органоиды предоставляют возможность заглянуть в первую версию «программного обеспечения» мозга.

Это открытие указывает на генетически заложенный план нейронной архитектуры. «Эти внутренне самоорганизующиеся системы могут стать основой для формирования представлений об окружающем мире», — подчеркивает Тал Шарф. Эволюция могла создать механизм, позволяющий центральной нервной системе формировать карту для навигации и взаимодействия с миром еще до его познания.

Полученные результаты открывают новые перспективы для изучения нарушений развития нервной системы и воздействия токсинов, таких как пестициды, на формирующийся мозг.