Наш мозг в большей степени, чем обезьяний, использует синергетические методы в работе с данными.

Мозг человека отличается от обезьяньего размерами, особенностями строения отдельных зон и даже отдельных нейронов, особенностями индивидуального развития. Благодаря этому у человека появилась речь и язык, он научился пользоваться орудиями труда, как никто другой из животных, организовал очень сложную социальную жизнь и т. д. Но если попробовать описать отличия мозга человека от мозга обезьян с точки зрения того, как он оперирует информацией? Ведь и речь, и орудия труда, и социальные отношения — всё это результат информационных процессов.

Фото: David Matos / Unsplash.com)

Разные зоны мозга, разные нейронные центры постоянно получают информационные сообщения и сами посылают подобные сообщения другим центрам. Есть данные входящие, есть данные исходящие; то, что нервный центр выдаст на выходе, прямо зависит от того, что он получит на входе. Более того, информация, которая приходит к мозговому центру, часто избыточна. Например, зрительная кора обрабатывает сигналы от обоих глаз, которые во многом дают одну и ту же информацию. Избыток данных повышает надёжность всей системы.

Однако часть информации от глаз складывается вместе и даёт новую информацию, которую глаза поодиночке дать не могут. Именно благодаря двум глазам мы можем более или менее точно оценить расстояние до объектов, их объём и т. д.; грубо говоря, два глаза дают нам более полное трёхмерное восприятие окружающего мира. Это синергическая обработка информации: данные на выходе больше, чем сумма частей на входе. Речь не только о том, что сигналов на выходе количественно больше — они могут нести вообще другую информацию.

Сотрудники Кембриджского университета пишут в статье в Nature Neuroscience, что разные области мозга обращаются с информацией по-разному: те, которые координируют движения или принимают сигналы от органов чувств, в большей мере пользуются первым методом. И проводящие нейронные пути, по которым они пересылают сигналы друг другу, можно сравнить с обычными телефонными проводами: где их положили, там они всё время и лежат. Другие мозговые центры, занимающиеся высшими когнитивными функциями — памятью, вниманием и т. д. — обрабатывают информацию синергетически, и связи их с другими зонами мозга образуют достаточно подвижную сеть, не говоря уже о том, что в целом эти связи намного обширнее, чем у тех зон, которые имеют дело с простой обработкой сенсорных сигналов. Внутри синергетических центров у нейронов будет больше синапсов, соединяющих их с другими нейронами — чем больше вариантов нейронных цепей, тем больше вариантов новой информации можно получить (хотя избыток синапсов в какой-то момент становится проблемой).

Зная, как выглядят синергетические зоны и синергетические соединения, можно сравнить по этому показателю мозг разных видов. Исследователи так и сделали: сравнили мозг человека и мозг макак. Как можно догадаться, в мозге человека обнаружилось больше синергетических зон — то есть таких участков, которые могут создать новую информацию, а не просто принять какие-то сигналы, очистить их от шума, слегка усилить или ослабить и передать дальше. Кстати, таких зон, которые работают более или менее как простые передатчики, имеющие дело с заведомым избытком данных, в мозге макак и человека оказалось примерно поровну.

Строго говоря, большинство областей мозга оперирует информацией как синергетически, так и несинергетически, просто доля синергетичности и несинергетичности будет разной. Разной она будет и у разных приматов: префронтальная кора у макак работает менее синергетически, чем у человека. А если взять шимпанзе и сравнить, какие области мозга у человека увеличились сильнее, а какие слабее, то окажется, что сильнее увеличились именно те, которые работают с данными синергетическим способом. Наконец, в синергетических зонах мозга чаще работают гены, с которыми связаны сугубо человеческие когнитивные успехи и человеческие же особенности индивидуального развития.

В связи с этим интересно узнать, как меняется синергетичность таких областей мозга в течение жизни и как она вообще зависит от того, как человек живёт, как себя чувствует и т. д. Может ли синергетичность той же префронтальной коры у конкретного индивидуума как-то увеличиться или уменьшится, и до каких пределов? Или же, если индивидуум мало пользуется головой, его информационная синергетичность просто консервируется в бездействии, но не исчезает? И, конечно, было бы интересно узнать про синергетичность мозгов у других животных, особенно домашних — наверняка многие владельцы собак и кошек замечали, что некоторые пёсики и котики явно синергетичнее других.