Удивительный компромисс внутри мозга: что делает его работу эффективной

Может ли мозг быть слишком точным и при этом недостаточно быстрым? Оказывается, да. Европейские учёные нашли удивительный компромисс в работе нейронных сетей, который влияет на то, как мы воспринимаем и обрабатываем информацию.

Исследователи решили проверить: выполняют ли возбуждающие и тормозные нейроны нечто большее, чем просто контроль активности мозга? Результаты их анализа показывают: когда между этими типами нейронов достигается баланс, мозг начинает работать особенно эффективно.

Что именно обнаружили учёные

Мозг кодирует информацию за счёт слаженной работы нейронов, сгруппированных в популяции. Каждая такая группа располагается в одной области и выполняет схожие функции. При этом одни нейроны возбуждают — передают сигналы и активируют другие, а другие, тормозные, наоборот — стабилизируют и подавляют избыток активности.

Международная команда исследовала, как соотношение между этими двумя типами влияет на способность мозга обрабатывать данные. Их вывод: эффективность возрастает на границе устойчивости — в критическом состоянии, когда возбуждение и торможение сбалансированы.

Почему это важно

Понимание того, как мозг балансирует между возбуждением и торможением, критично для нейроинформатики и медицины. Это не просто вопрос стабильности — от этого зависят способность к обучению, восприятию и адаптации.

"В реальных нейронных сетях связи не статичны — они развиваются со временем под влиянием как внешних стимулов, так и внутренней активности сети. Эта динамическая природа связей может играть ключевую роль в формировании того, как популяции нейронов обрабатывают и кодируют информацию, потенциально предлагая новые идеи", — пояснил Джакомо Барзон (Giacomo Barzon), первый автор статьи.

Что дальше

Учёные намерены продолжить работу, применяя описанный подход к более сложным структурам мозга. Это может привести к новому пониманию механизмов обучения и обработки информации на уровне нейросетей.

Уточнения

Нейро́н или нервная клетка (от др.-греч. νεῦρον "волокно; нерв") — узкоспециализированная клетка. Нейрон — электрически возбудимая клетка, которая предназначена для приёма извне, обработки, хранения, передачи и вывода вовне информации с помощью электрических и химических сигналов.