Мозг и его потребности 2.0. От питания до признания

В списке жизненно важных витальных установок, помимо тех, что связаны с едой, безопасностью и гомеостазом, присутствуют программы экономии сил, которые порой называют алгоритмами лени. Их реализация тесно переплетается, с одной стороны, с состоянием утомления (запредельного торможения, по И. П. Павлову), с другой – с основополагающим принципом экономии ресурсов и энергии всяким живым организмом, начиная с бактерии. Принцип экономии вплетен в деятельность клеток организма человека (на химическом, молекулярном уровне), в работу всех систем нашего тела и, конечно, в функционирование мозга. Мы предполагаем, что в нервной системе в ходе реализации того или иного поведения импульсы, сигналы распространяются по нейронным цепям и сетям самым оптимальным, минимизирующим затраты энергии образом. Как в известном принципе: «Кратчайшее расстояние между точками на плоскости – прямая». Такая оптимизация – результат эволюционного процесса, если речь идет о врожденных программах, либо итог дополнительной настройки и пластических изменений синапсов, если мы имеем дело с обучением. Как пример – процесс перехода от генерализации к специализации условного рефлекса, описанный еще в работах уже не раз упомянутого И. П. Павлова. На электрофизиологическом уровне (корреляционный анализ ЭЭГ человека в ходе выработки сенсомоторного навыка) эти данные были получены во второй половине прошлого века академиком М. Н. Ливановым[30]. Оптимизацию проведения сигналов, подавление активности лишних нейронов – участников этого процесса – можно наблюдать, анализируя алгоритм латерального торможения, на структурном и функциональном уровне присущий многим нейросетям, входящим в состав сенсорных и двигательных систем мозга. В синаптологии экономия ресурсов проявляется в форме так называемого прунинга – непрерывно идущего, прежде всего в коре больших полушарий, процесса разрушения малоактивных синапсов (от pruning – «обрезка», например, ветвей деревьев).

Наконец, о том же свидетельствуют эксперименты по компьютерному моделированию нейросетей, наделенных свойствами самообучения, настройки реагирования, например, на сложные комплексы входных сигналов.

В функционирование мозга повсеместно «вплетен» принцип экономии ресурсов и энергии. Повторное распространение возбуждения по нейросети ведет к оптимизации реакций нейронов, которые определяют ответ на тот или иной комплекс входных сигналов (ту или иную ситуацию).

Сложновато? Ну, смотрите. Можно научить обезьяну, скажем, небольшую мартышку, дергать за рычаг и получать кусочек банана. Если в ее распоряжении будут два рычага, один из которых нажимать легко, а другой – тяжело, даже не надейтесь, что она примется заниматься фитнесом. Мартышка станет использовать тот рычаг, который легче повернуть. Мы постоянно поступаем аналогичным образом, начиная с того, что срезаем путь по газону, и кончая надеждой, что можно отложить и не делать какую-то работу именно сегодня (прокрастинация). Это действительно порой именуется ленью и в тяжелом случае может нарушать все поведение и жизнь человека. Недаром великий Данте Алигьери поместил ленивых в пятый круг ада, то есть – достаточно глубоко.

Карта местности и траектория перемещений в пространстве

Программы экономии сил в яркой форме проявляют себя при сокращении пути. Напомню, что один из важнейших способов сбора новой информации – исследование доступной территории (см. главу 3). Главная роль при этом принадлежит гиппокампу и окружающим его структурам, которые в числе прочих функций запоминают и эксплуатируют «карты местности». Норвежские нейрофизиологи Мэй-Бритт и Эдвард Мозеры[31] и их американский коллега Джон О’Киф[32] в 2014 году получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за исследования именно этой функции мозга у лабораторных крыс.