Creierul uman este „preconfigurat” ca să poată înțelege lumea

Creierul uman este „preconfigurat” cu structuri neuronale care îl pregătesc să înțeleagă lumea înainte de a experimenta stimulii externi.

Această configurare înnăscută oferă un cadru de bază pentru dezvoltarea gândirii, percepției și interacțiunii cu mediul înconjurător.

Creierul uman: tipare înnăscute pentru percepție și gândire

Foto: Shutterstock

Statul strânge miliarde de la bănci, într-un ritm accelerat

21:37

Investiție strategică de aproape 33 de milioane de euro în Portul Constanța

20:31

Când încep să se formeze gândurile? O echipă internațională de cercetători a descoperit că primele impulsuri electrice din creier apar în modele structurate chiar înainte de a exista orice experiență senzorială. Asta sugerează că organul gândirii ar putea fi „preconfigurat” pentru a interacționa cu lumea, informează agenția EFE, preluată de Swissinfo.ch.

Studiul, coordonat de Universitatea din California, Santa Cruz, a folosit organoide, acele modele miniaturale de țesut cerebral uman. Acestea au fost utilizate pentru a analiza dezvoltarea timpurie a creierului, iar rezultatele au fost publicate în revista Nature Neuroscience.

„Aceste celule interacționează între ele și formează circuite autoasamblate, chiar înainte de a primi stimulii lumii exterioare”, a explicat Tal Sharf, cercetător la Școala de Inginerie Baskin și autor principal al studiului.

Acesta a adăugat că organoidele permit observarea unei versiuni primordiale a „sistemului de operare” al creierului și a modului în care acesta se construiește înainte de a fi modelat de experiența senzorială.

Înțelegerea dezvoltării fundamentale a creierului poate ajuta oamenii de știință să descifreze tulburările de neurodezvoltare. De asemenea, îi ajută și să evalueze impactul toxinelor, ca pesticidele sau microplasticele, asupra creierului în formare.

Creierul în curs de dezvoltare

Creierul funcționează asemenea unui computer, prin semnale electrice generate de activarea neuronilor. Momentul și modul în care aceste semnale apar în creierul uman reprezintă o provocare majoră pentru știință. Asta, deoarece dezvoltarea timpurie se desfășoară încă din timpul sarcinii.

Organoidele sunt modele 3D de țesut cerebral cultivate din celule stem umane. Ele sunt sunt utile pentru studierea dezvoltării creierului și se pot obține în cantități mari. În cadrul studiului, cercetătorii au determinat celulele stem să formeze țesut cerebral și au măsurat activitatea electrică cu microcipuri specializate. Acestea au fost similare celor folosite în computere.

Autorii studiului au observat că, încă din primele luni de dezvoltare, celulele emit spontan semnale electrice organizate în tipare, pregătind baza pentru traducerea stimulilor senzoriali. Asta pentru că, în această fază, creierul încă nu poate procesa informații senzoriale complexe ca văzul sau auzul.

Descoperirea confirmă faptul că neuronii nu se activează aleator, ci respectă un „mod predeterminat”. Este o structură de bază care ulterior se specializează pe măsură ce creierul primește semnale senzoriale. Acest mod de bază stabilește gama de răspunsuri senzoriale posibile ale corpului și creierului.

Sisteme autoorganizate

În organoide, cercetătorii au observat că aceste tipare timpurii reflectă surprinzător de bine modul predeterminat al creierului. Chiar fără input senzorial, organoidele activează secvențe complexe de impulsuri electrice, sugerând existența unui plan genetic inerent în arhitectura neuronală.

„Aceste sisteme autoorganizate pot reprezenta baza pentru construirea unei reprezentări a lumii înconjurătoare. Observarea lor în stadii incipiente indică faptul că evoluția a dezvoltat un mecanism prin care sistemul nervos central creează o hartă care ne permite să navigăm și să interacționăm cu mediul”, a explicat Sharf

Aceste descoperiri deschid noi perspective pentru înțelegerea neurodezvoltării umane, a tulburărilor neurologice și a efectelor toxinelor asupra creierului aflat în formare.