Познание и сознание возникают из аналоговых вычислений, говорит новая теория

Исследователи из Массачусетского технологического института предложили новую модель, которая объясняет работу человеческого мозга через взаимодействие электрических волн. По их мнению, мышление и сознание могут возникать благодаря тому, что мозг выполняет аналоговые вычисления с помощью распространяющейся активности нейронов.

Учёные отмечают, что привычное представление о мозге как о системе фиксированных нейронных "цепей" не полностью описывает его работу. Синапсы действительно отвечают за хранение информации, воспоминаний и целей, однако для быстрой обработки постоянно меняющихся сигналов этого недостаточно. Ключевую роль, согласно новой теории, играют мозговые волны – ритмические колебания активности больших групп нейронов. Разные частоты таких волн могут координировать работу нейронных сетей и определять, какие участки мозга будут задействованы в конкретный момент.

Особое внимание исследователи уделяют альфа- и бета-волнам. Они способны перемещаться по коре головного мозга и влиять на то, где и когда активируются более быстрые гамма-волны, связанные с обработкой сенсорной информации. В результате мозг может одновременно учитывать разные сигналы и выполнять несколько операций параллельно.

Исследователи называют этот механизм пространственно-временными вычислениями. По их предположению, взаимодействие и пересечение электрических волн позволяет мозгу складывать и вычитать сигналы, фактически используя собственную физику для выполнения аналоговых вычислений. Авторы считают, что подобный механизм может быть связан не только с мышлением, но и с сознанием. Когда волновая активность организует различные участки коры в единую систему, возникает состояние, при котором информация может интегрироваться на уровне всего мозга.

Одним из аргументов в пользу этой идеи учёные считают исследования общей анестезии. Эксперименты показали, что разные препараты, действующие на совершенно разные молекулярные мишени, способны приводить к похожим изменениям мозговой активности и потере сознания. Это может указывать на то, что для сознания важна не работа какого-то одного типа клеток или рецепторов, а общая организация активности мозга.

При этом исследователи подчёркивают: пока это именно теоретическая модель, а не доказанное объяснение сознания. Следующим этапом они планируют проверить, существуют ли в мозговых волнах признаки тех самых аналоговых вычислений, о которых говорится в теории.