Развитие мозга до и после рождения: новые данные о важнейших изменениях

Учёные получили уникальную возможность исследовать, как активность нейронов мозга изменяется во время родов.

Анализ 184 снимков, сделанных у 140 плодов и младенцев на сроках от 25 до 55 недель после зачатия, показал значительные изменения в работе мозга.

Эти данные охватывают периоды до и после рождения, что позволяет глубже понять, как мозг адаптируется к новому окружению. Во время родов активность нейронов в сенсомоторной и подкорковой сетях значительно возрастает.

Сенсомоторная сеть отвечает за обработку внешних раздражителей и координацию движений, тогда как подкорковая сеть играет роль ретрансляционного центра, связывая разные участки мозга.

Внезапное столкновение с обилием звуков, запахов и света после рождения требует от мозга немедленной адаптации. До сих пор мало что было известно о том, как именно мозг готовится к этой резкой перемене.

"Рождение, это важнейший переходный момент в жизни человека, сопровождающийся кардинальными изменениями во всём организме, включая мозг", — подчеркнула Лангоне Ланксин Джи, научный сотрудник Нью-Йоркского университета, автор исследования.

Чтобы изучить процесс, учёные разработали инновационный метод сканирования мозга плодов, используя мягкие магнитные катушки на животе матери.

Этот подход позволил снизить влияние движения плода, а применение искусственного интеллекта помогло реконструировать точную нейронную активность.

Кроме сенсомоторных и подкорковых сетей, неожиданно высокая активность наблюдалась в верхней лобной сети, отвечающей за сложные когнитивные функции, такие как рабочая память.

Обычно считается, что эта область мозга развивается позже, но новые данные указывают на ранние изменения в её активности.

При этом учёные отметили, что эффективность взаимодействия между нейронами возрастает медленнее, чем их связь. Это связано с процессом "синаптической обрезки", когда мозг со временем устраняет лишние нейронные соединения, оптимизируя свою структуру.

Дальнейшие исследования планируют изучить различия в развитии мозга у недоношенных и доношенных детей, чтобы определить влияние факторов окружающей среды на этот процесс.

Уточнения

Синаптический прунинг («нейрональный прунинг», англ. Synaptic pruning) — сокращение числа синапсов или нейронов для повышения эффективности нейросети, удаления избыточных связей.  Младенческий мозг будет увеличиваться в размере до 5 лет по мере взросления, достигая конечного размера приблизительно 86 (± 8) миллиардов нейронов.