Представление о противостоянии «логического» мозга и древнего «мозга ящерицы» не отражает реальную картину эволюции, считают исследователи. Распространенная теория о последовательном наращивании мозговых структур — от базовых функций к эмоциям и разуму — слишком упрощает этот процесс. Ученые предложили рассматривать развитие мозга через особенности связей между его отделами.
Исследование показало, что неокортекс и лимбическая система менялись у разных видов согласованно. При увеличении отдельных частей лимбической системы остальные ее области также обычно становились крупнее, тогда как неокортекс уменьшался. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.
Неокортекс связан со зрением, восприятием и сложными мыслительными процессами, а его нейронные цепи организованы в виде пространственных карт. Лимбическая система, участвующая в памяти, обонянии, навигации и эмоциональной регуляции, устроена иначе. Ее связи напоминают распределенный код, в котором определенные запахи или сложные воспоминания представлены сочетаниями активности нейронов.
Авторы проверили эту гипотезу на моделях искусственного интеллекта. Сети с локальными пространственными связями лучше справлялись с обработкой зрительной, звуковой и тактильной информации. Для распознавания запахов и работы с памятью более эффективными оказались распределенные сети.
По мнению ученых, размеры разных систем мозга зависят от ограниченных ресурсов — пространства и энергии. В смоделированной среде, где важнее было обоняние, расширялась распределенная система, а неокортекс сокращался. При приоритете зрения наблюдалась обратная картина.
Анализ 182 видов показал, что эволюция мозга может быть связана не с появлением все новых уровней «логики», а с перераспределением ресурсов между разными типами нейронных связей. Такой подход, как считают исследователи, может помочь создавать системы искусственного интеллекта, которым потребуется меньше данных и энергии для обучения.