Истории от разных полушарий мозга. Жизнь в нейронауке

Главная роль отводится локальным – исключительно локальным – процессам, это основа организации мозга. Причем многие локальные процессы протекают вне сферы сознательного восприятия. Их характеризуют модульность, вездесущность и быстрота.

Размышления о модульной структуреМодульной структурой мозг обязан своему большому объему. Чем больше зона, тем больше в ней нейронов – это основной принцип организации мозга. Чем больше нейронов, тем больше связей с другими нейронами. Однако способность к формированию связей ограниченна.

Если бы каждый нейрон взаимодействовал со всеми остальными, диаметр нашего мозга достигал бы двадцати километров[229]. Вот была бы голова! Аксоны должны были бы простираться на такие расстояния в мозге, что скорость обработки информации сильно снизилась бы, из-за чего мы превратились бы в еле двигающихся тугодумов. А ведь такому тучному мозгу требовалось бы столько энергии, что нам пришлось бы есть с утра до ночи и с ночи до утра. Поэтому по мере развития и роста мозга обезьяны не каждый новый нейрон соединялся со всеми остальными. Это привело к падению относительной связности.

Поскольку с уменьшением относительной связности меняется топология соединений и внутренняя структура мозга, происходит активное выделение кластеров, благодаря чему вся система становится более устойчивой к сбоям в отдельных компонентах и связях. В мозге образуются локальные сети – группы нейронов, связанных друг с другом прочнее, чем с элементами других сетей.

Благодаря выделению множества сетей нейронные кластеры не так сильно зависят друг от друга и работают стабильнее. Более того, это облегчает поведенческие адаптации[230], потому что функционирование и изменения отдельной сети не сказываются на других компонентах системы. Такие специализированные локальные нейронные сети, способные выполнять уникальные функции, адаптироваться и эволюционировать, подлаживаясь под внешние условия, и называются модулями.

Модули! Модули! Мать-природа кричит нам о них отовсюду.

Она пускает в дело и поддерживает все, что существует полезного и состоит из модулей. Как отметил выдающийся философ из Эдинбургского университета Энди Кларк, Ход Липсон и его коллеги из Корнеллского университета показали, что “контроль движений определенного пальца невозможен только за счет нервной системы – необходимо также воздействие со стороны разветвленной сети соединенных с ним сухожилий”[231].