Ми звикли уявляти мозок як гігантську мережу нейронів, де інформація передається через синапси від клітини до клітини. Але така картина може бути неповною. Дослідники з Інституту Пікауера при MIT пропонують додати до неї ще один рівень: мозок може обробляти інформацію за допомогою електричних хвиль, що поширюються по корі.
У серпні 2026 року Ерл Міллер, Скотт Брінкат і Джефферсон Рой представили в The Journal of Neuroscience теорію аналогового пізнання та свідомості. Згідно з нею, біжучі мозкові хвилі здатні швидко об'єднувати мільйони нейронів у робочі ансамблі та перебудовувати їхню взаємодію без необхідності щоразу змінювати самі синаптичні зв'язки.
Синапси при цьому залишаються фундаментом роботи мозку. Але вони відносно стабільні, тоді як ситуація навколо нас змінюється щосекунди. Мозку доводиться миттєво поєднувати зір, звуки, відчуття тіла, пам'ять і поточні цілі. Автори припускають, що саме хвилі дозволяють йому швидко змінювати функціональну конфігурацію вже існуючої нейронної мережі.
Ця ідея добре узгоджується зі спостереженням, що нейрони рідко мають лише одну функцію. Одна й та сама клітина може входити в різні ансамблі залежно від завдання. Тому важливим є не лише питання, який нейрон активний, але й те, з ким він працює в даний момент.
Одним із механізмів такої координації можуть бути взаємодії між мозковими ритмами. Повільніші альфа- та бета-коливання здатні впливати на швидку гамма-активність, пов'язану з обробкою сенсорної інформації. При цьому ритми можуть поширюватися по корі у вигляді біжучих хвиль, послідовно змінюючи умови роботи нейронів на своєму шляху.
Найнезвичайніша частина теорії починається там, де ці хвилі зустрічаються.
Як і звичайні фізичні хвилі, вони можуть накладатися одна на одну: в одних місцях підсилюватися, в інших послаблюватися. Виникає складний просторово-часовий малюнок. Міллер та його колеги припускають, що така інтерференція може бути не просто побічним продуктом роботи мозку, а частиною самого обчислювального процесу.
Уявити це можна як кола на воді. Якщо кинути в ставок кілька каменів, хвилі перетнуться і створять новий малюнок, хоча саме дно і береги залишаться колишніми. Подібним чином мозок може швидко створювати нові функціональні конфігурації, не перебудовуючи фізично всю нейронну мережу.
Ще цікавішою є можливість зворотного впливу. Нейрони створюють електричні поля, але ці поля, у свою чергу, можуть впливати на активність інших нейронів — явище, відоме як ефаптична взаємодія. Виходить замкнута динамічна система: нейрони формують хвилі, хвилі організовують нейрони, а змінена активність створює нові хвилі.
Саме тут теорія виходить на проблему свідомості.
Автори припускають, що біжучі хвилі допомагають об'єднувати локальні процеси мозку у великомасштабний узгоджений стан. Тоді свідомість може залежати не лише від того, яка інформація міститься в нейронній активності, але й від того, як ця активність організована в часі та просторі.
На користь такої ідеї свідчать, зокрема, дослідження загальної анестезії. Різні анестетики діють на різні молекулярні мішені, однак втрата свідомості супроводжується порушенням великомасштабної організації мозкових хвиль. Це не доводить, що хвилі створюють свідомість, але вказує на те, що їхня узгоджена динаміка може бути важливою умовою свідомого стану.
Поки що це саме теорія, а не доведений механізм свідомості. Дослідникам ще належить показати, що інтерференція мозкових хвиль дійсно виконує аналогові обчислення, а не просто супроводжує роботу нейронних мереж.
Але якщо гіпотеза підтвердиться, вона помітно змінить погляд на мозок. Тоді для розуміння мислення буде недостатньо вивчати лише нейрони, синапси та окремі ділянки кори. Доведеться враховувати і фізику самої нервової тканини — електричні поля, ритми та рух хвиль.
І, можливо, головне питання науки про свідомість поступово зміниться. Замість пошуку місця в мозку, де знаходиться свідомість, дослідники все частіше запитуватимуть, який динамічний малюнок дозволяє мільярдам клітин на мить стати єдиним цілим.
У цій картині мозок виявляється не просто мережею, що передає сигнали. Він нагадує постійно мінливий хвильовий ландшафт, де сама динаміка електричної активності може ставати частиною обчислення.
