Ночной город: в одних окнах горит свет, в других темно. Если соединить линиями окна, которые зажигаются одновременно, получится паутина связей. Такую паутину исследователи изучили для крошечных мозговых органоидов — живых скоплений нервных клеток, выращенных в лаборатории.
Они записывали электрические сигналы десятков нейронов и строили сеть, где сила связи между клетками зависела от того, насколько синхронно они срабатывают. Затем математическим методом — топологическим анализом — в этой сети искали петли: замкнутые цепочки из трёх и более нейронов. Петля — не просто группа друзей, а структура, способная передавать сигнал по кругу.
Эти петли оказались на удивление живучими. Случайное удаление нейронов почти не разрушало их. Но стоило прицельно убрать те клетки, которые входили в петли, — и структура рассыпалась. С ростом органоида появлялись и более сложные формы — пустоты в сети, похожие на полости в губке.
Так в электрическом шуме живых нейронов проступил чёткий геометрический каркас. Те же петли, что мерцали в сети, теперь видны как основа для будущих ритмов и волн — словно городские огни, складывающиеся в устойчивый узор.
Органоиды мозга выращивают из стволовых клеток, и они могут спонтанно генерировать электрические импульсы, напоминающие активность настоящего мозга.