Критический период – это ограниченный временной отрезок в раннем онтогенезе, когда сенсорные системы организма особенно чувствительны к внешним стимулам, и опыт активно формирует структуру и функциональные свойства нейронных сетей. Долгое время считалось, что такая пластичность характерна преимущественно для корковых областей головного мозга. Однако последние исследования показали, что подкорковые структуры, в частности таламус также подвергаются критическим периодам пластичности [7, 8]. Это означает, что таламус не просто передаёт информацию от органов чувств в кору, а участвует в активной перестройке нейронных цепей в ответ на сенсорный опыт.

У мышей, в наиболее изученной зрительной системе, критический период развития таламуса приходится на возраст от постнатального дня 20 (P20) до примерно P35. В это время нейроны дорсолатерального коленчатого тела (dLGN), принимающего сигналы от сетчатки, демонстрируют высокую чувствительность к изменению зрительного ввода. Например, при монокулярной депривации (закрытии одного глаза) в этот период происходят значительные перестройки активности как в таламусе, так и в первичной зрительной коре (V1). После завершения критического периода (приблизительно после P35) такие изменения уже не происходят, даже если глаз остаётся закрытым. Это указывает на то, что таламус обладает самостоятельной пластичностью, синхронной с корковой, и играет важную роль в долговременном закреплении сенсорных изменений.

В слуховой системе критический период таламуса наступает раньше. У мышей медиальное коленчатое тело (MGN) начинает демонстрировать пластичность сразу после открытия слухового канала – приблизительно с P12-P15. Период активной перестройки длится до P25-P30. В это время опыт – или его отсутствие – определяет формирование частотных карт и точность обработки временных параметров звука. При врождённой глухоте или сенсорной депривации в этом возрасте наблюдаются стойкие нарушения слуховой функции, даже если в последующем слух восстанавливается, например, с помощью кохлеарного импланта.

Сходные возрастные рамки наблюдаются и в соматосенсорной системе. У грызунов, например, формирование «бочонков» в вентробазальном комплексе таламуса (обрабатывающем тактильные сигналы) происходит в период с P4 по P10. Если в это время удалить или повредить усы, происходит переформатирование таламо-кортикальных связей. После завершения этого периода вмешательство уже не оказывает значимого эффекта на структуру бочонков.

У человека сроки критических периодов шире, но принцип сохраняется. Зрительная система наиболее чувствительна к опыту в возрасте от рождения до 5—7 лет, слуховая – от рождения до примерно 3 лет, при этом значительная пластичность сохраняется до 6 лет. Так, при врождённой глухоте слуховая кора и таламус развиваются атипично, если кохлеарная имплантация не выполнена до 2—3 лет. В случае с нарушением зрения (например, врождённая катаракта одного глаза), если хирургическое вмешательство откладывается дольше чем на первые 6 месяцев жизни, развиваются необратимые изменения в зрительном пути, включая таламус.

На молекулярном уровне открытие и закрытие критических периодов в таламусе связано с созреванием тормозных GABA-рецепторов [9]. Изменение этого процесса может либо преждевременно закрыть, либо продлить критический период, что имеет важные последствия для терапии.

Таким образом, критический период развития сенсорной системы охватывает не только кору, но и подкорковые структуры. Таламус обладает собственной пластичностью, которая строго ограничена по времени и необходима для нормального формирования сенсорных функций. Его роль в сенсорной адаптации, обучении и долговременной организации восприятия гораздо активнее, чем считалось ранее. Это понимание открывает перспективы для раннего вмешательства при нарушениях развития – будь то слух, зрение или тактильная чувствительность – подчёркивая значение своевременного сенсорного опыта в формировании полноценного восприятия мира.