Мозг мышей выигрывает от активного и разнообразного образа жизни, формируя более прочные нейронные связи.
Исследователи из Германии сравнили активность мозга мышей, выращенных в разных условиях, и обнаружили, что у мышей, выращенных в "обогащенной" среде, гиппокамп был более активен, что свидетельствует о наличии более прочной и взаимосвязанной нейронной сети. Подробные результаты исследования были опубликованы в журнале в журнале Biosensors and Bioelectronics.
Из-за своей центральной роли в обучении и памяти гиппокамп человека часто страдает от дегенеративных заболеваний мозга, таких как болезнь Альцгеймера.
"Полученные результаты превзошли все наши ожидания, - говорит нейробиолог и биомедицинский инженер Хайдер Амин из Немецкого центра нейродегенеративных заболеваний (DZNE), - проще говоря, - нейроны мышей из обогащенной среды были гораздо более взаимосвязаны, чем у тех, которые выращивались в стандартных условиях".
Полученные результаты, основанные на технологии "мозг-на-чипе" и инструментах вычислительного анализа, разработанных Амином и его коллегами, могут помочь в поддержке и предотвращении дисфункций мозга и привести к созданию новых методов искусственного интеллекта, основанных на использовании мозга.
"Мы обнаружили множество данных, иллюстрирующих преимущества мозга, сформированного богатым опытом", - говорит Герд Кемперманн, исследователь нейрогенеза у взрослых в DZNE.
Ученые сравнили ткани мозга двух групп 12-недельных мышей, у которых опыт начал формироваться с шестинедельного возраста. Одна группа жила в стандартных клетках, в которых не было никаких особенностей и развлечений - только корм, вода и материалы для гнезда.
Другая группа проводила время в более просторных клетках с игрушками, туннелями, пластиковыми трубками, превращенными в лабиринты, дополнительным гнездовым материалом и маленькими домиками, что, конечно, похоже на отличные выходные даже для человека.
Исследователи изучали ткани мозга с помощью нейрочипа на основе комплементарных металл-оксид-полупроводников (КМОП) с 4096 электродами для одновременной регистрации работы тысяч нейронов.
Им удалось измерить связь между всем гиппокампом и внешним слоем мозга, управляющим целым рядом когнитивных процессов, которые они сгруппировали в шесть взаимосвязанных областей гиппокампа и коры головного мозга.
"Независимо от того, какой параметр мы рассматривали, более богатый опыт буквально усиливал связи в нейронных сетях", - говорит Амин. "Эти результаты говорят о том, что активная и разнообразная жизнь формирует мозг на совершенно новых основаниях".
О том, что наш опыт оставляет след на связях мозга, известно давно, но данная работа демонстрирует, насколько значительными могут быть эти следы.
"Все, что мы знали в этой области до сих пор, было получено либо в ходе исследований с использованием отдельных электродов, либо с помощью таких методов визуализации, как магнитно-резонансная томография", - поясняет Кемперманн. "Здесь же мы можем буквально увидеть схему работы вплоть до масштабов отдельных клеток".
Амин, Кемперманн и другие члены группы надеются, что их инструменты могут быть расширены для изучения того, как социальные взаимодействия, физическая активность и процессы обучения - все эти факторы оказывают большое влияние на работу мозга - влияют на его функционирование.
Конечно, результаты были получены на мозге мышей, а не людей, но изучение всего гиппокампа позволяет получить более масштабное представление о функциональной связности.
По мнению ученых, картирование и понимание того, как опыт изменяет коннектомы, может помочь найти механизмы, вызывающие нарушения функций мозга, и определить новые мишени для более эффективных методов лечения в будущем.
Их платформа может стать основой для создания протезов, имитирующих функции мозга для восстановления и улучшения памяти, утраченной в результате старения или болезни.
"Это открывает путь к пониманию роли пластичности и формирования резервов в борьбе с нейродегенеративными заболеваниями, особенно в отношении новых профилактических стратегий", - говорит Кемперманн.
"Кроме того, это поможет лучше понять процессы, связанные с нейродегенерацией, такие как нарушения функционирования мозговых сетей".
ScienceAlert, Пер.: PSYCHOL-OK.RU
