В коре мозга 20% нейронов пропускают через себя 70% всего информационного
потока. Наш мозг – не просто набор нейронных «кубиков», каждый из которых
выполняет чётко определённые функции и за пределы которых не может ступить и
шагу; на самом деле все мозговые «департаменты» всё время общаются друг с
другом, обмениваются функциями и т. д., пребывают, иными словами, в
динамическом взаимодействии. Нейрофизиологи про это давно знают, однако
остаётся вопрос, насколько тесно происходит такое внутримозговое общение, насколько
разные зоны готовы делиться друг с другом обязанностями, на каких принципах
осуществляется упомянутое динамическое взаимодействие?
Некоторые полагают, что в мозге (по крайней мере, в коре полушарий) царит
натуральная сетевая демократия – все могут делать всё, появляющиеся задачи
выполняются если и не «всем миром», то хотя бы теми, кто в данный момент
свободен. Действительно, есть ряд примеров, когда зоны мозга бросаются
выполнять несвойственные им функции, потому что у человека появилось срочное дело
первоочередной важности. Например, когда нам нужно найти что-нибудь, в поисках
принимает участие вся кора мозга, включая даже участки абстрактного мышления,
которые вместо своей основной задачи начинают заниматься анализом визуальной
информации (как это происходит, можно прочесть в опубликованной в
2013 году статье исследователей из Калифорнийского
университета в Беркли).
Однако на самом деле в мозге всё-таки существует определённая иерархия,
которая определяется большей информированностью некоторых зон. Несколько лет
назад нейробиологи из Университета Индианы обнаружили нечто вроде
мозгового совета директоров (или, если угодно, глобального диспетчерского
центра) – в их число входят 12 областей, которые выступают
своеобразными информационными хабами, аккумулируя данные от самых разных
участков мозга. Эти информационные центры отличаются большим количеством и
большим разнообразием связей с другими зонами. Между собой они формируют что-то
вроде клуба, то есть являются не отдельно стоящими коллекторами информации, а
постоянно обмениваются между собой полученными данными. В число таких
сверхинформированных областей входят передние части теменной и лобной коры,
предклинье, гиппокамп (центр памяти), таламус (занимающийся распределением
сенсорной информации), скорлупа и т. д.
Линии взаимосвязей между разными участками головного мозга; самые узкие
информационные каналы обозначены зелёным, самые широкие — красным. (Van
den Heuvel, et al. The Journal of Neuroscience 2011.)
Характерным признаком членов «совета директоров» является то, что они
контролируют широкий спектр поведенческих и когнитивных функций, а не
специализируются на чём-то одном, вроде обработки зрительной информации или
управления конечностями. Если вывести из строя какого-нибудь из членов сети,
это коснётся всего мозга, и почти не останется аспектов его деятельности,
которые не будут затронуты.
Если же повреждение коснётся участка, лежащего за пределами «собрания
избранных», то нарушится только какая-то единичная функция, условно говоря,
подвижность руки или ноги, но ни память, ни речь, ни, к примеру, способность
анализировать зрительные ощущения не пострадают. А нейронные пути мозгового
информационного хаба работают ещё и как скоростные магистрали, передающие
сигнал между удалёнными районами мозга гораздо быстрее, чем даже если бы он шёл
между ними просто по прямой. То есть диспетчерский центр мозга не только
собирает и распределяет информацию, он ещё и способствует быстрейшей её
доставке.
В дальнейшем, однако, выяснилось, что такое же разделение на более
информированных и менее информированных есть не только между мозговыми зонами,
но и внутри них, на уровне отдельных нейронов. Новые эксперименты показали, что
большая часть информационного потока в функциональном участке коры идёт через
совсем небольшое число клеток; примерная оценка даёт соотношение 70% информации
на 20% нейронов. За нервными клетками наблюдали, считывая импульсы прямо из
соматосенсорной коры крыс; затем полученные данные анализировали
математическими методами.
До сих пор похожие опыты ставили только с червями; однако есть все
основания полагать, что такие же сверхинформированные нейронные микроструктуры
есть и у высших животных, включая приматов. (Здесь стоит подчеркнуть, что
вышеописанный диспетчерский центр нашли как раз у людей.) Полностью новые
результаты опубликованы в *The Journal of Neuroscience*.
Теперь исследователям предстоит узнать, как складываются такие блоки
нейронов, как получается, что они стягивают к себе большую часть информации, и
как информационная иерархия на нейронном уровне соотносится с «советом
директоров». Практические перспективы ту, конечно, открываются
безграничные – если мы сможем вмешаться в управление диспетчерской мозга,
то сможем корректировать работу всего мозга в целом.