Τα νευρωνικά δίκτυα στο κέντρο μνήμης του εγκεφάλου φαίνεται ότι δεν «χτίζονται» από το μηδέν μετά τη γέννηση, αλλά ξεκινούν υπερσυνδεδεμένα και στη συνέχεια εξειδικεύονται, σύμφωνα με νέα μελέτη σε ποντίκια.
Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε τον Απρίλιο στο Nature Communications, επανεξετάζει ένα παλιό ερώτημα της νευροεπιστήμης: αν ο εγκέφαλος ξεκινά ως λευκός πίνακας που γεμίζει μέσω εμπειριών ή αν διαθέτει προϋπάρχουσα καλωδίωση. Το επίκεντρο ήταν ο ιππόκαμπος, η δομή σε σχήμα ιππόκαμπου βαθιά στον εγκέφαλο, κρίσιμη για τον σχηματισμό αναμνήσεων.
Οι ερευνητές μελέτησαν την περιοχή CA3 του ιππόκαμπου, κεντρική για την αποθήκευση και την ανάκληση μνήμης. Η πλαστικότητα επιτρέπει στους νευρώνες της CA3 να ενισχύουν ή να αποδυναμώνουν συνεχώς τις συνδέσεις τους, ρυθμίζοντας έτσι τη δύναμη διαφορετικών αναμνήσεων.
Αναλύοντας εγκεφαλικό ιστό ποντικών αμέσως μετά τη γέννηση, στην εφηβεία και στην ενήλικη ζωή, κατέγραψαν ότι νωρίς στη ζωή τα δίκτυα του ιππόκαμπου είναι ιδιαίτερα πυκνά και φαινομενικά τυχαία υπερσυνδεδεμένα. Με την ωρίμανση, οι συνδέσεις «κλαδεύονται», τα δίκτυα αραιώνουν και αποκτούν πιο δομημένη αρχιτεκτονική. Το κλάδεμα ξεκινά λίγο μετά τη γέννηση και η πτώση στη συνδεσιμότητα είναι εμφανής ήδη στην εφηβεία.
Το εύρημα αντικρούει την ιδέα ότι ο ιππόκαμπος ξεκινά ως tabula rasa. «Διαπιστώνουμε, εν συντομία, ότι το σύστημα δεν είναι tabula rasa, όπως αρχικά νομίζαμε, όπου απλώς γράφεις πληροφορίες και κάποια στιγμή αυτές γεμίζουν το σύστημα», είπε ο Peter Jonas, νευροεπιστήμονας στο Institute of Science and Technology Austria και συν-συγγραφέας της μελέτης. «Αντίθετα, ξεκινά ως tabula plena [full slate] και στη συνέχεια γίνεται πιο αραιό και με πιο συγκεκριμένες συνδέσεις.»
Αυτό το μοτίβο ίσως εξηγεί γιατί θυμόμαστε ελάχιστα από τη βρεφική ηλικία. Οι αναμνήσεις θεωρείται ότι αποθηκεύονται σε δίκτυα νευρώνων που ενεργοποιούνται ταυτόχρονα για να αναπαραστήσουν συγκεκριμένες εμπειρίες. Στον νεαρό εγκέφαλο, όμως, οι συνάψεις λειτουργούν αλλιώς: μία μόνο είσοδος μπορεί να αρκεί για να πυροδοτήσει έναν νευρώνα, ενώ στα ώριμα δίκτυα απαιτούνται πολλαπλές είσοδοι.
Ο Jonas σημείωσε ότι η ομάδα εξεπλάγη όχι μόνο από το πρώιμο κλάδεμα, αλλά και από τη δύναμη των αρχικών συνδέσεων. «Θα περίμενε κανείς ότι νωρίς στην ανάπτυξη οι συνάψεις είναι κακής ποιότητας και αδύναμες, αλλά βρήκαμε το αντίθετο», είπε στο Live Science.
Η αυξημένη διεγερσιμότητα έχει κόστος: όταν οι νευρώνες ενεργοποιούνται υπερβολικά εύκολα, διαφορετικές εμπειρίες μπορεί να παράγουν επικαλυπτόμενα πρότυπα δραστηριότητας. Αν η επικάλυψη είναι μεγάλη, ο εγκέφαλος δυσκολεύεται να ξεχωρίσει τη μία ανάμνηση από την άλλη. Αντί για διακριτά δίκτυα, προκύπτουν πιο γενικές, λιγότερο συγκεκριμένες αναμνήσεις. Με άλλα λόγια, το σύστημα είναι πολύ ενεργό, αλλά όχι ιδιαίτερα ακριβές.
Αυτό αντανακλάται και στη συμπεριφορά. Σε πειράματα φόβου σε τρωκτικά, τα νεαρά ζώα μαθαίνουν να φοβούνται ένα σημείο του κλουβιού όπου δέχθηκαν ήπιο ηλεκτροσόκ και «παγώνουν» όταν επιστρέφουν εκεί. Σε αντίθεση με τα ενήλικα ζώα, που αντιδρούν στο ακριβές σημείο, τα νεαρά γενικεύουν τη συμπεριφορά και σε παρόμοια περιβάλλοντα — η μνήμη υπάρχει, αλλά είναι λιγότερο ακριβής.
Με την ωρίμανση, το δίκτυο στην CA3 αραιώνει και οργανώνεται καλύτερα, με το κλάδεμα να εξευγενίζει τον αρχικά πυκνό ιστό συνδέσεων. Οι νευρώνες γίνονται πιο επιλεκτικοί και απαιτούν πολλαπλές εισόδους για να πυροδοτηθούν. Το αποτέλεσμα είναι πιο διακριτά δίκτυα που αντιστοιχούν σε συγκεκριμένες και σταθερές αναμνήσεις. Έτσι, η αδυναμία ανάκλησης των πρώτων παιδικών αναμνήσεων μπορεί να οφείλεται στο ότι οι πιο πρώιμες μνήμες είναι υπερβολικά ασαφείς για μακροχρόνια διατήρηση.
Τα ευρήματα ευθυγραμμίζονται με αυξανόμενα δεδομένα για την ανάπτυξη της μνήμης, λέει η Hauður Freyja Ólafsdóttir, επίκουρη καθηγήτρια στο Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour του Radboud University στην Ολλανδία. «Είναι συναρπαστικό σε πολλά επίπεδα», είπε στο Live Science, χωρίς να έχει συμμετάσχει στη μελέτη. «Υπάρχει άφθονη δουλειά στην αναπτυξιακή ψυχολογία που δείχνει ότι η μνήμη γίνεται πιο συγκεκριμένη με την ηλικία. Είναι ενδιαφέρον που τώρα, σε επίπεδο κυκλωμάτων, βλέπουμε επίσης ότι τα πρότυπα συνδεσιμότητας αραιώνουν.»
Τι καθοδηγεί, όμως, την εγκεφαλική καλωδίωση πριν από τη γέννηση; Η πυκνή, πρώιμη συνδετικότητα πιθανότατα προκύπτει από ένα γενετικά προγραμματισμένο αναπτυξιακό σχέδιο. Μετά τη γέννηση, η εμπειρία εξευγενίζει αυτή την καλωδίωση, προτείνει ο Jonas.
Τα ευρήματα δεν αποκλείουν ότι εμπειρίες πριν από τη γέννηση αφήνουν μόνιμα ίχνη στον εγκέφαλο. Η Ólafsdóttir, ωστόσο, θεωρεί ότι οι πρώιμες μορφές μάθησης βασίζονται σε άλλα νευρωνικά συστήματα από εκείνα του ώριμου ιππόκαμπου. «Δεν αμφισβητώ ότι υπάρχουν και ότι ασκούν επιρροή», είπε για τις προγεννητικές εμπειρίες. «Αφήνουν ένα ίχνος, ας πούμε, στον εγκέφαλό μας και πιθανώς ακόμη και στην ψυχολογία μας.» Όμως αυτά τα ίχνη ίσως δεν μοιάζουν με τις λεπτομερείς αναμνήσεις που σχηματίζονται αργότερα.
Στο ερώτημα αν οι συνδέσεις που διαμορφώνονται πριν από τη γέννηση συνιστούν αληθινές αναμνήσεις ή είναι παραπροϊόν της προγεννητικής ανάπτυξης, ο Jonas απάντησε: «Το δεύτερο είναι το πιθανότερο.»
Η «γεμάτη πλάκα» ίσως δίνει στον εγκέφαλο ένα κρίσιμο προβάδισμα, επιτρέποντας στους νευρώνες να συνδέσουν γρήγορα διαφορετικά είδη πληροφορίας, όπως εικόνες, ήχους και οσμές. Αν ο εγκέφαλος ξεκινούσε ως λευκός πίνακας, οι νευρώνες θα ήταν υπερβολικά αραιά συνδεδεμένοι για να «βρουν» ο ένας τον άλλον, δυσκολεύοντας την πρώιμη επικοινωνία. Ξεκινώντας με ένα υπερσυνδεδεμένο δίκτυο, ο ιππόκαμπος μπορεί να διασφαλίζει ότι η αναγκαία καλωδίωση υπάρχει ήδη, υποστηρίζει ο Jonas.
Vargas-Barroso, V., Watson, J.F., Navas-Olive, A. et al. Developmental emergence of sparse and structured synaptic connectivity in the hippocampal CA3 memory circuit. Nature Communications (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71914-x
Η Roberta McLain είναι συντάκτρια επιστημονικών θεμάτων και καθηγήτρια επιστήμης, με έδρα βόρεια της Βοστώνης, Μασαχουσέτη. Έλαβε μεταπτυχιακό στη συγγραφή επιστήμης από το Johns Hopkins, μεταπτυχιακό στη βιολογία από το University of New Hampshire και πτυχίο στη βιολογία και την ψυχολογία από το Union College, Schenectady, New York. Κείμενά της έχουν δημοσιευθεί, μεταξύ άλλων, στα Scientific American, The Science Writer, Science News Explores και The Pittsburgh Post Gazette. Στόχος της είναι να κάνει την επιστήμη κατανοητή σε όλες τις ηλικίες.
