Przyzwyczailiśmy się wyobrażać sobie mózg jako gigantyczną sieć neuronów, w której informacja jest przekazywana przez synapsy od komórki do komórki. Ale taki obraz może być niepełny. Naukowcy z Instytutu Picowera przy MIT proponują dodać do niego kolejny poziom: mózg może przetwarzać informacje za pomocą fal elektrycznych rozprzestrzeniających się po korze.
W sierpniu 2026 roku Earl Miller, Scott Brincat i Jefferson Roy przedstawili w The Journal of Neuroscience teorię analogowego poznania i świadomości. Zgodnie z nią, biegnące fale mózgowe są w stanie szybko łączyć miliony neuronów w robocze zespoły i przekształcać ich interakcje bez konieczności każdorazowej zmiany samych połączeń synaptycznych.
Synapsy pozostają przy tym fundamentem pracy mózgu. Są jednak względnie stabilne, podczas gdy sytuacja wokół nas zmienia się co sekundę. Mózg musi błyskawicznie łączyć wzrok, dźwięki, odczucia ciała, pamięć i bieżące cele. Autorzy zakładają, że to właśnie fale pozwalają mu szybko zmieniać funkcjonalną konfigurację już istniejącej sieci neuronowej.
Ten pomysł dobrze współgra z obserwacją, że neurony rzadko mają tylko jedną funkcję. Ta sama komórka może wchodzić w różne zespoły w zależności od zadania. Dlatego ważne jest nie tylko to, który neuron jest aktywny, ale także to, z kim współpracuje w danym momencie.
Jednym z mechanizmów takiej koordynacji mogą być interakcje między rytmami mózgowymi. Wolniejsze oscylacje alfa i beta mogą wpływać na szybką aktywność gamma, związaną z przetwarzaniem informacji sensorycznej. Przy tym rytmy mogą rozprzestrzeniać się po korze w postaci biegnących fal, sekwencyjnie zmieniając warunki pracy neuronów na swojej drodze.
Najbardziej niezwykła część teorii zaczyna się tam, gdzie te fale się spotykają.
Podobnie jak zwykłe fale fizyczne, mogą nakładać się na siebie: w jednych miejscach wzmacniać się, w innych osłabiać. Powstaje złożony wzorzec czasoprzestrzenny. Miller i jego koledzy zakładają, że taka interferencja może być nie tylko produktem ubocznym pracy mózgu, ale częścią samego procesu obliczeniowego.
Można to sobie wyobrazić jak kręgi na wodzie. Jeśli wrzucić do stawu kilka kamieni, fale przetną się i utworzą nowy wzór, chociaż samo dno i brzegi pozostaną takie same. W podobny sposób mózg może szybko tworzyć nowe konfiguracje funkcjonalne, nie przebudowując fizycznie całej sieci neuronowej.
Jeszcze bardziej interesująca jest możliwość oddziaływania zwrotnego. Neurony wytwarzają pola elektryczne, ale te pola z kolei mogą wpływać na aktywność innych neuronów – zjawisko znane jako interakcja efaptyczna. Powstaje zamknięty układ dynamiczny: neurony tworzą fale, fale organizują neurony, a zmieniona aktywność tworzy nowe fale.
To właśnie tutaj teoria wychodzi na problem świadomości.
Autorzy zakładają, że biegnące fale pomagają łączyć lokalne procesy mózgu w wielkoskalowy spójny stan. Wtedy świadomość może zależeć nie tylko od tego, jaka informacja jest zawarta w aktywności neuronowej, ale także od tego, jak ta aktywność jest zorganizowana w czasie i przestrzeni.
Za taką ideą przemawiają w szczególności badania anestezji ogólnej. Różne anestetyki działają na różne cele molekularne, jednak utrata świadomości wiąże się z zaburzeniem wielkoskalowej organizacji fal mózgowych. To nie dowodzi, że fale tworzą świadomość, ale wskazuje, że ich spójna dynamika może być ważnym warunkiem stanu świadomego.
Na razie to właśnie teoria, a nie udowodniony mechanizm świadomości. Naukowcy muszą jeszcze wykazać, że interferencja fal mózgowych rzeczywiście wykonuje obliczenia analogowe, a nie tylko towarzyszy pracy sieci neuronowych.
Ale jeśli hipoteza się potwierdzi, znacznie zmieni spojrzenie na mózg. Wtedy do zrozumienia myślenia nie wystarczy badanie tylko neuronów, synaps i poszczególnych obszarów kory. Trzeba będzie uwzględnić także fizykę samej tkanki nerwowej – pola elektryczne, rytmy i ruch fal.
I być może główne pytanie nauki o świadomości stopniowo się zmieni. Zamiast szukać miejsca w mózgu, gdzie znajduje się świadomość, naukowcy będą coraz częściej pytać, jaki dynamiczny wzorzec pozwala miliardom komórek na chwilę stać się jedną całością.
W tym obrazie mózg okazuje się nie tylko siecią przekazującą sygnały. Przypomina stale zmieniający się krajobraz falowy, gdzie sama dynamika aktywności elektrycznej może stawać się częścią obliczenia.
