Сознание как инстинкт. Загадки мозга: откуда берется психика

Модульный мозг эффективен еще и потому, что сразу много модулей могут одновременно обрабатывать разную информацию. Если вместо одной системы, которая пытается скоординировать все действия, несколько систем функционируют независимо друг от друга, говорить на ходу, жуя резинку, гораздо проще. Кроме того, чтобы работать как единый центр и хорошо справляться со всеми повседневными обязанностями, мозг должен был бы стать «мастером на все руки». Более выгодно иметь «специалистов», каждый из которых занимается своим делом. Для сложных систем характерно разделение функций. Скажем, в экономике наблюдается подъем, когда сельским хозяйством занимаются лучшие фермеры, образованием – лучшие учителя, а управлением – лучшие администраторы. Неумные менеджеры способны загубить бизнес, неумелые фермеры разорятся, а плохие учителя… да что там говорить, все мы хотя бы раз пострадали из-за них и знаем, чем это может кончиться. Люди становятся экспертами тогда, когда выбирают свое дело и сосредотачиваются на своей работе, не углубляясь во все направления, необходимые для поддержания экономики. Труд специалистов более производителен. Экономический эффект возрастает не тогда, когда все пытаются внести свою лепту в каждую область, а когда узкие специалисты одновременно заняты в своих областях. Таким образом, логично предположить, что наш мозг эволюционировал по пути модульной организации ради параллельной и эффективной обработки информации.

Пожалуй, самое главное – это то, что модульная организация, помимо всего прочего, позволяет мозгу быстрее адаптироваться и эволюционировать в изменчивой окружающей среде: поскольку один модуль способен меняться и воспроизводиться независимо от остальных, нет риска изменить или потерять по ходу дела другие, уже хорошо приспособленные. Поэтому дальнейшие преобразования одной части не угрожают надежной работе всей системы.

Даже если не принимать во внимание эволюцию, модульность полезна в плане приобретения новых навыков. Как выяснили исследователи, в процессе отработки двигательных навыков меняется архитектура отдельных нейронных сетей^[19]. Хотя на повышение квалификации часто уходит немало времени, мы можем учиться на практике. Если бы каждый раз, когда мы осваивали новые умения, менялся режим функционирования всего мозга, мы разучились бы выполнять то, что уже умеем. Модульный мозг хорош тем, что экономит энергию при скудных источниках, обеспечивает параллельное выполнение разных когнитивных задач при ограниченности во времени, облегчает переход к новым функциям при появлении новых угроз выживанию и позволяет нам приобрести практический опыт в различных областях. Но если от всего этого отвлечься, какие еще возможны варианты организации мозга?

Путь к модульности

Человеческий мозг – не единственный мозг с модульной организацией и не единственная модульная биологическая система. Из модулей состоят мозги червя, мухи и кошки, а также сосудистая система, сети межбелковых взаимодействий и регуляции экспрессии генов, метаболическая система и даже наши социальные сети^[20]. Как развивалась модульность? Какие факторы естественного отбора стимулируют образование модульной системы? Трое специалистов по информатике озадачились этим вопросом и, хорошенько пораскинув мозгами, решили проверить гипотезу Стридтера о том, что модульность стала побочным продуктом при минимизации затрат на соединение, вызванной естественным отбором^[21].

Затраты на соединения в сети складываются из затрат на установление и поддержание связей, энергозатрат на передачу информации по каналам связи и на запаздывание сигнала. Чем больше связей и чем они длиннее, тем дороже выстроить и затем обслуживать сеть^[22]. Кроме того, добавление связей и удлинение сигнальных путей может привести к увеличению критического времени запаздывания реакции – не очень здорово для выживания в конкурентной среде, когда хищник, завидев вас, обнажает клыки и выпускает когти, а его пасть наполняется голодной слюной.