Известно, что растущие нейроны с какого-то момента начинают проявлять активность: в культуре клеток возникает возбуждение, которое распространяется по всей колонии. Такое поведение нервных клеток обычно сопряжено с обучением и запоминанием, но нейроны начинают вести себя так, когда ни обучение, ни запоминание ещё невозможны в принципе — клеток слишком мало. По словам исследователей из Университета Твенте (Нидерланды), экспериментировавших с культурами нейронов молодых крыс, начинается эта активность у клеток на первой неделе роста и никакой иной причины, кроме этого самого роста, не имеет.

В статье, опубликованной в PLoS ONE, авторы описывают, как они выращивали нейроны в специальной посуде, чьё дно было сплошь усеяно электродами. Чтобы точно посчитать число нейронов в момент, когда они начнут «активничать», исследователи старались растить их в один слой, чтобы клетки не налезали друг на друга. Вопрос был в том, когда проснутся нейроны. Если бы это случилось позже, на третью неделю выращивания, это означало бы, что дело всё-таки в памяти, — именно на этой стадии, как считается, нейронные цепи начинают что-то запоминать.

Нейроны, растущие на электродной подложке (фото авторов работы).

Но активность у нейронов появилась раньше, к концу первой недели, и в отсутствие всяких внешних раздражителей. В нейронной сети появились клетки-запевалы, которые и подавали сигнал, распространяющийся по всем остальным нейронам. Критическая масса для пробуждения такой активности составляла от 10 до 50 тысяч клеток. Компьютерная модель, симулировавшая рост колонии нейронов, подтвердила результат: растущие нервные клетки начинают работать вхолостую, ещё до того, как оказываются в состоянии что-либо запомнить.

Можно предположить, что таким образом нейронные цепи готовятся к будущей полноценной работе, это что-то вроде тренировки, которая нужна для укрепления синапсов, необходимых для запоминания информации. Что именно во время роста говорит клеткам о том, что пора проснуться, какие при этом задействованы гены и белки, выяснят дальнейшие молекулярно-биологические исследования.

Подготовлено по материалам Университета Твенте.