Синергия как ключ к интелекту
Теоретические модели описывают мозг как распределенную систему обработки информации. Это означает, что он состоит из отдельных компонентов, которые тесно связаны между собой сетями мозга. Для взаимодействия друг с другом области обмениваются информацией через систему входных и выходных сигналов.
Однако это лишь малая часть более сложной картины. В исследовании "A synergistic core for human brain evolution and cognition", с использованием данных разных видов и нескольких нейробиологических дисциплин, удалось продемонстрировать, что в мозгу существует не только один тип обработки информации. Более, способы обработки информации у людей и других приматов отличаются, что может объяснить, почему когнитивные способности нашего вида столь превосходны.
Используя концепцию так называемой математической основы теории информации удалось обнаружить, что разные области мозга на самом деле используют разные стратегии для взаимодействия друг с другом.
• Одни области мозга обмениваются информацией с другими весьма стереотипным образом, используя вход и выход. Это относится к областям, которые специализируются на сенсорных и моторных функциях (таких как обработка звуковой, визуальной и двигательной информации).
Поэтому этот тип обработки информации ввода-вывода называется «избыточным».
Избыточность обеспечивает устойчивость и надежность, эта способность необходима для выживания. На самом деле, более важно, что связи между этими областями мозга анатомически запрограммированы в мозге, словно стационарная телефонная линия.
• Однако не вся информация, предоставляемая глазами, является избыточной. Объединение информации от обоих глаз в конечном итоге позволяет мозгу обрабатывать глубину и расстояние между объектами.
Это пример принципиально другого способа обработки информации, большего, чем сумма ее частей. Данный тип обработки информации — когда комплексные сигналы из разных сетей мозга интегрируются называется «синергетический».
Синергетическая обработка наиболее распространена в областях мозга, которые поддерживают широкий спектр более сложных когнитивных функций, таких как внимание, обучение, рабочая память, социальное и числовое познание. Он не запрограммирован в том смысле, что может меняться в зависимости от нашего опыта, соединяя разные сети по-разному. Это облегчает объединение информации.
Области в которых происходит много синергии — это в основном передняя и средняя части коры (внешний слой мозга) — они объединяют различные источники информации со всего мозга. Поэтому они более широко и эффективно связаны с остальной частью мозга, чем области, которые имеют дело с первичной сенсорной информацией связанной с движением.
Области с высокой синергией, которые поддерживают интеграцию информации, также имеют множество синапсов, микроскопических соединений, которые позволяют нервным клеткам общаться.
В областях передней части мозга (префронтальная кора), которая поддерживает более продвинутые когнитивные функции у макак была более распространена избыточная обработка информации, тогда как у людей это явилась синергетической областью.
Так же префронтальная кора претерпела значительное расширение в ходе эволюции. На примере данных о мозге шимпанзе, было обнаружено, что чем больше область человеческого мозга увеличилась в размерах в ходе эволюции по сравнению с ее копией у шимпанзе, тем больше эта область зависела от синергии.
Области мозга, связанные с обработкой синергетической информации, с большей вероятностью экспрессируют гены, которые являются уникальными для человека и связаны с развитием и функциями мозга, такими как интеллект.
Способность накапливать и создавать информацию через сложные сети мозга у людей, является компромиссом между надежностью и интеграцией информации, ведь нам нужно и то, и другое.
Это позволяет предположить, что дополнительная мозговая ткань человека, приобретенная в результате эволюции, может быть в первую очередь предназначена именно для синергии. Выходит, что преимущества большей синергии могут частично объяснить дополнительные когнитивные способности нашего вида.
Картинка кликабельна