No tabula rasa
Врожденное или приобретенное? Вопрос, о котором биологи могут поспорить. До сих пор исследователи мозга считали само собой разумеющимся, что самые важные взаимосвязи для зрительного восприятия имеют место только после рождения: мозг новорожденного становится полностью функциональным как «tabula rasa» только благодаря опыту. Недавние исследования вызывают сомнения в этом принципе. Наш самый важный орган чувств - это глаза. Сетчатка кодирует полученное изображение в сигналы и передает их в мозг по зрительному нерву. Через остановку в латеральном коленчатом теле таламуса сигналы, наконец, достигают первичной зрительной коры головного мозга, первичной зрительной коры. Здесь обрабатываются зрительные стимулы. Нервные клетки специфически реагируют на определенные характеристики стимула, такие как направление движения воспринимаемого объекта. Клетки со сходными свойствами лежат вместе в столбчатых группах в зрительной коре. За бинокулярное зрение отвечают так называемые столбцы доминирования глаз, которые получают входные сигналы от одного глаза и, таким образом, обеспечивают восприятие глубины.
Основываясь на предыдущих экспериментах, особенно на кошках, ученые предположили, что правильное подключение столбов доминантности глаз запускается сигналами от латерального коленчатого тела, т.е. только зрением. Тогда опыт формирует мозг только после рождения в «критический период».
Джастин Кроули и Лоуренс Кац из Медицинского центра Университета Дьюка в Дареме проверили эту теорию на молодых хорьках. Как и у кошек, у этих мелких хищников наблюдается четкий «критический период» - важные мозговые цепи формируются только после рождения. С помощью радиоактивных маркеров двое ученых смогли проследить развитие связей от латерального коленчатого тела к столбам зрительной коры, которые доминируют над глазами. Это позволило им наблюдать, что происходит, когда новорожденные хорьки получают сигналы только от одного глаза, то есть они слепы на один глаз. Однако, к удивлению исследователей, столпы доминирования глаз у этих животных развивались нормально (Science, 17 ноября 2000 г.).
«До сих пор считалось, что нейронная проводка у молодых особей не очень специфична, и требуется опыт и окружающая среда, чтобы преобразовать изначально грубую проводку во взрослую структуру», - объясняет Кац. «Это не так. Столпы доминирования глаз уже присутствовали на самых ранних стадиях, которые мы изучали, и были точно такими же, как у взрослых». Во время «критического периода» проводка зрительной коры еще может быть перестроена внешними воздействиями. Поэтому наука до сих пор предполагала, что эти взаимосвязи только устанавливаются в этот период. «Это был хороший подход, - говорит Кроули, - но не обязательно правильный». На самом деле мозг как будто с самого начала «угадывает», что должно произойти. Как это происходит, остается загадкой. Двое ученых считают, что определенные молекулы определяют правильную схему с самого начала: «Поиск этих ведущих молекул имеет решающее значение для понимания первых фаз работы мозга».