Если вам кажется, что в вашей голове порой царит легкий хаос — то вам не кажется. Исследователи создали новую вычислительную модель человеческого мозга и доказали, что наша нервная система работает не в состоянии абсолютного порядка, а в так называемой субкритической зоне — на волосок от хаоса. Именно этот вычислительный трюк эволюции делает нас умными.
Десятилетиями в нейробиологии и биофизике существует доминирующая идея — гипотеза критического мозга (critical brain hypothesis). Физики знают, что самые интересные вещи в природе происходят в точках фазового перехода. Представьте воду, которая вот-вот станет льдом, или толпу на стадионе.
Если в мозге царит полный порядок (сверхкритическое состояние), нейроны начинают работать абсолютно синхронно. Для сложного сознания это катастрофа, которая на практике выглядит как эпилептический припадок: все клетки «кричат» одновременно, и система блокируется. Если же в мозге доминирует полный хаос и связи слишком слабы (субкритическое состояние), нейроны «бормочут» каждый о своем, и сложная, цельная мысль просто не может сформироваться.
Гипотеза гласит, что здоровый мозг балансирует ровно посередине — в критической точке. Именно здесь возникают «нейронные лавины» (каскадные передачи сигналов разных масштабов) и обеспечивается максимальная гибкость мышления, идеальная память и способность быстро обрабатывать информацию. Однако точно доказать, где именно находится эта «рабочая точка» у живого человека и как она формируется, долгое время не удавалось.
Чтобы решить эту проблему, в марте 2026 года международная группа ученых (с участием исследователей из Университета Аалто под руководством Владислава Мирова) опубликовала в авторитетном журнале PNAS результаты масштабного вычислительного моделирования.
До сих пор компьютерные модели мозга были слишком «плоскими». Они либо хорошо описывали глобальные связи между крупными регионами, либо копались в деталях на уровне локальных сетей, но не могли делать и то, и другое одновременно качественно.
Команда применила иерархическую модель Курамото. Грубо говоря, классическая модель Курамото — это математическое описание того, как синхронизируются связанные осцилляторы (представьте себе тысячи тикающих метрономов). В новой же модели каждый макро-узел нейросети (крупный участок мозга) сам по себе состоял из огромного числа внутренних осцилляторов. Такая архитектура-матрешка позволила разделить локальную синхронизацию (внутри одной извилинки) и межзональную (как общаются друг с другом разные доли мозга).
Настроив свою модель, физики начали крутить ее параметры и сравнивать результаты с реальными магнитоэнцефалограммами (МЭГ) отдыхающих людей.
Когда они нашли идеальное совпадение между поведением цифрового и живого мозга, их ждал сюрприз. Оказалось, что человеческий мозг в состоянии покоя не стоит на самом острие критической точки. Он предпочитает оперировать на субкритической стороне расширенного критического режима.
Говоря человеческим языком: наш мозг намеренно слегка недотягивает до идеального баланса, склоняясь в сторону беспорядка.
Почему эволюция выбрала легкий хаос? Жить прямо на острие бритвы — слишком рискованно. Если бы мы находились точно в критической точке, любой сильный внешний раздражитель (громкий звук, яркая вспышка, стресс) мог бы легко перебросить систему в сверхкритическое состояние — то есть спровоцировать судороги.
Оставшись в зоне «контролируемого беспорядка», мозг сохраняет все вычислительные преимущества критичности — способность быстро передавать информацию на большие расстояния и масштабировать сигналы, — но при этом оставляет себе надежный буфер безопасности.
Кроме того, новая иерархическая модель наконец-то связывает «железо» и «софт» нашей головы. Она убедительно показывает, как физическая анатомия мозга (коннектом) порождает те самые сложные многочастотные волны, которые врачи десятилетиями видят на энцефалограммах. Это важнейший шаг к созданию персонализированных цифровых двойников мозга, которые в будущем помогут индивидуально подбирать лечение для людей с неврологическими и психиатрическими расстройствами.
Немного хаоса внутри головы — это не баг, а важнейшая фича, которая предохраняет нас от того, чтобы буквально «зависнуть» от переизбытка порядка.
Читайте также: Новая теория предполагает, что сознание не просто рождается в мозге, но и физически управляет им
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.
