Мозг человека меняется на протяжении всей жизни. В нем постоянно образуются новые нейронные связи и распадаются неиспользуемые синапсы. Механизм их распада изучен недостаточно. Ученому-нейроинформатику из исследовательского центра Юлиха (Forschungszentrum Jülich) доктору Маркусу Бутцу (Markus Butz) удалось свести процесс формирования новых синапсов в зрительной коре головного мозга к простому гомеостатическому механизму.
Вместе со своим амстердамским коллегой доктором Арйеном ванн Ойеном (Arjen van Ooyen) ученый по результатам эксперимента сформулировал положения новой теории пластичности мозга и скорректировал представление о процессах обучения, а также о лечении травм и заболеваний мозга. Полностью статья о результатах исследований опубликована в журнале PLOS. Основные положения доступны на сайте исследовательского центра.
В мозге взрослого человека между нейронами постоянно образуются новые связи и утрачиваются неактуальные. Однако до последнего времени не было известно, как управляются процессы реорганизации синапсов (мест контакта нейронов друг с другом и другими клетками). Авторы исследования объясняют эти процессы.
«Так называемая структурная пластичность мозга, по всей вероятности, является основой для формирования долговременной памяти, — заявляет Маркус Бутц. Не только во время учебы, но и особенно после ампутации частей тела, повреждений мозга или после нейродегенеративных заболеваний или инсульта образуется большое число новых синапсов, чтобы приспособить мозг к изменению реакции на раздражитель».
Согласно исследованию, образование новых нейронных связей происходит в силу необходимости сохранения уровня электрической активности. Если средняя электрическая активность падает ниже определенного значения, нейрон начинает активно искать новые места для контакта. Эти контакты являются основой для формирования новых синапсов, поставляющих дополнительную информацию. Механизм работает и в обратную сторону: как только уровень активности переходит верхнюю границу, количество синапсов уменьшается, избегая превышения уровня возбуждения. Информационный обмен снижается. Подобные формы гомеостатического регулирования встречаются в природе повсеместно, начиная от терморегуляции и заканчивая поддержанием уровня сахара в крови.
