Məlumdur ki, beyin dövrələri həm anadangəlmə bioloji proseslər, həm də həyat təcrübələri nəticəsində doğuşdan sonra tədricən formalaşır və inkişaf edir. Keçmiş tədqiqatlar göstərir ki, beyin dövrələrinin ilkin inkişafı iki fərqli mərhələdən keçir.

Bu mərhələlərdən birincisi heyvanlar və insanlar həyatı yaşamağa başlamazdan əvvəl baş verir. Bu mərhələdə kortikal şəbəkələrin ilkin təşkili daxili (yəni endogen) mexanizmlər vasitəsilə qurulur.

Bu ilkin təşkilatın formalaşmasından sonra ikinci mərhələ başlayır. Bu ikinci mərhələ bir heyvanın və ya insanın fərdi həyat təcrübələrinə cavab olaraq zamanla kortikal şəbəkələrin təkmilləşdirilməsini nəzərdə tutur.

Frankfurt Qabaqcıl Tədqiqatlar İnstitutunun (FIAS), Höte Universitetinin Frankfurtunun və Maks Plank Florida Neyrologiya İnstitutunun tədqiqatçıları bu yaxınlarda məməlilərin beyninin görmə korteksindəki sinir dövrələrinin erkən inkişafını dəstəkləyən prosesləri araşdırdılar. Onların Nature Neuroscience -də nəşr olunan məqaləsi , yeni doğulmuş balaların ilk olaraq gözlərini açmadan əvvəl və sonra bərə görmə korteksində meydana gələn kortikal fəaliyyət nümunələrini açıqlayır.

Sigrid Trägenap, David E. Whitney və onların həmkarları öz məqalələrində yazırlar: “Qortikal şəbəkələrin əsas strukturu, hissiyat təcrübəsi başlamazdan əvvəl inkişafın erkən mərhələsində yaranır”. “Bununla belə, endogen şəkildə yaradılan şəbəkələrin sensor təcrübənin başlanğıcına necə reaksiya verdiyi və təcrübə ilə yetkin duyğu təmsillərini necə formalaşdırdıqları hələ də qeyri-müəyyən olaraq qalır. Biz bu “təbiət-tərbiyə transformasiyasını” tək sınaq səviyyəsində tədqiq etdik.

Doğuşdan əvvəl və sonra bərələrin vizual korteksində nə baş verdiyini daha yaxşı başa düşmək üçün tədqiqatçılar in vivo kalsium görüntüləmə adlı bir texnikadan istifadə etdilər. Bu görüntüləmə yanaşması kalsium səviyyəsi artdıqda işıqlanan xüsusi boyaların və ya genetik olaraq kodlanmış zülalların istifadəsinə əsaslanır ki, bu da neyronlarda aktiv olduqda baş verir.

Trägenap, Whitney və onların həmkarları bərə balalarının ilk gözlərini açmadan əvvəl, gözlərini ilk açdıqları zaman və doğulduqdan bir həftə sonra bərənin görmə korteksindəki neyronların fəaliyyətini qeyd etmək üçün kalsium görüntüləmə üsulundan istifadə etdilər. Maraqlıdır ki, onlar erkən inkişafın bu müxtəlif mərhələlərində müxtəlif fəaliyyət nümunələrini müşahidə ediblər.

Trägenap, Whitney və onların həmkarları yazırdı: “Gözün açılması zamanı vizual stimullaşdırma, sınaqlar zamanı və sınaqlar boyu çox dəyişkən olan modul kortikal şəbəkə fəaliyyətinin möhkəm nümunələrini oyadır, stimulun ayrı-seçkiliyini ciddi şəkildə məhdudlaşdırır”.

“Bu ilkin stimulun doğurduğu modul modellər gözün açılmasından əvvəl və zamanı mövcud olan kortəbii şəbəkə fəaliyyət nümunələrindən fərqlidir. Normal vizual təcrübənin bir həftəsi ərzində kortikal şəbəkələr kortikal fəaliyyətin yenidən təşkil edilmiş nümunələrinə uyğun gələn aşağı ölçülü, yüksək etibarlı stimul təmsillərini inkişaf etdirir.”

Ümumilikdə, bu son tədqiqatın nəticələri göstərir ki, bərələrin və potensial olaraq digər məməlilərin vizual korteksindəki aktivlik doğumdan əvvəl, doğum zamanı və doğuşdan sonra əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Onların müşahidələri göstərir ki, bərə ilk dəfə gözlərini açanda beyni heyvanın ilk gördüklərinin ardıcıl təsvirlərini yaratmaq üçün mübarizə aparır.

Ancaq bir həftəlik həyatdan sonra eyni ferretin beyin fəaliyyəti dəyişir. Onlar vizual stimulların təmsilləri ilə əlaqəli sabit sinir nümunələrini müşahidə etdilər. Tədqiqatların bir hissəsi olaraq, tədqiqatçılar müşahidə etdikləri erkən inkişaf proseslərini süni şəkildə təkrarlamaq üçün istifadə etdikləri hesablama modelini də inkişaf etdirdilər.

“Hesablama modelindən istifadə edərək, biz təklif edirik ki, etibarlı vizual təsvirlər vizual olaraq idarə olunan fəaliyyətin yeni nümunələri ilə formalaşan irəli ötürülən və təkrarlanan kortikal şəbəkələrin uyğunlaşdırılmasından irəli gəlir” dedi tədqiqatçılar.

Tədqiqatlarına əsasən, Trägenap, Whitney və onların həmkarları vizual təsvirlərin iki növ kortikal şəbəkənin, biri daxil olan sensor siqnalları daşıyan (yəni, irəli ötürülən) və digəri daxili proseslər (yəni, təkrarlanan) vasitəsilə vizual təsvirlərin dəqiqləşdirilməsi nəticəsində meydana gəldiyini təklif edir. Onların məqaləsi tezliklə beynin erkən inkişafına yönəlmiş əlavə nevrologiya tədqiqatlarını məlumatlandıra bilər, eyni zamanda müşahidə etdikləri dinamikanı təqlid edən yeni süni intellekt (AI) modellərinin yaradılması haqqında potensial məlumat verə bilər.

Daha çox məlumat: Sigrid Trägenap et al, Etibarlı kortikal nümayəndəliklərin inkişafında ortaya çıxması, Nature Neuroscience (2025). DOI: 10.1038/s41593-024-01857-3 .

Jurnal məlumatı: Nature Neuroscience 

© 2025 Science X Network