Fundacja Praca Moc Energia
NAUKA I ASTRONOMIA

Mały świat wielkich połączeń

Jeśli wyciągnęlibyśmy wszystkie włókna nerwowe w mózgu (neuryty), można by nimi owinąć glob czterokrotnie. To stłoczone w naszej czaszce okablowanie wygląda na ogromną plątaninę i bałagan. Matematycy jednak znają bardzo dobrze tę strukturę i mówią o niej często jako forma „sieci małego świata”.

Cechą charakterystyczną dla sieci małego świata jest stosunkowo krótka ścieżka pomiędzy dowolnymi dwoma węzłami (punktami). W socjologii istnieje takie twierdzenie nazwane „sześcioma stopniami oddzielenia”. Jest ono rezultatem eksperymentu nazwanego „świat jest mały”, który przeprowadził Stanley Milgram w 1967 roku. Doświadczenie miało stanowić test hipotezy, że członkowie jakiejkolwiek dużej społeczności (w tym przypadku, ludność Stanów Zjednoczonych) mogą być pokrewni sobie dzięki krótkim sieciom pośrednich znajomych. Aby sprawdzać to twierdzenie Milgram wprowadził nowatorską metodę wysyłania listów do kilkuset losowo wybranych osób w Nebrasce i Kansas, prosząc by przekazali swój list do jego przyjaciela. Gdyby jednak nie znali tej osoby, to proszeni są o przekazanie listu komuś, kto według ich wiedzy może być bliższy tej osobie. Większość listów Milgrama dotarła do jego przyjaciela po średnio sześciokrotnym przekazaniu kolejnym osobom. Hipoteza o małym świecie została spopularyzowana przez Johna Guare’a i odzwierciedla strukturę świata w małych społeczeństwach ludzkich. Podobnie w mózgu – średnia liczba kroków pomiędzy dwoma obszarami mózgu jest równie mała, a drobne różnice we wzajemnych połączeniach łączone są z poziomem inteligencji danego człowieka.

Struktura „mózgowego” małego świata komunikuje się pomiędzy różnymi obszarami sieci szybko i bardzo skutecznie. Stosunkowo posiadamy niewiele połączeń „dalekiego zasięgu”. Zaledwie 1 na 25 włókien nerwowych integruje odlegle obszary mózgu, podczas gdy reszta łączy neurony w ich bezpośrednim sąsiedztwie. „Długie włókna nerwowe są kosztowne w budowie i utrzymaniu”, mówi Martijn van den Heuvel z University Medical Center w Utrechcie. Architektura sieci małego świata może być właśnie najlepszym rozwiązaniem łączącym długość tych włókiem i efektywność w przekazywaniu informacji.

Jednakże te długie połączenia nie są rozmieszczone równomiernie w mózgu. W zeszłym roku van den Heuvel wraz z Olafem Spronsem z Indiania University w Bloomington odkryli, że skupiska tych połączeń tworzą formę „kręgosłupa”, z którego rozchodzi się ruch informacyjny w kierunku głównych obszarów mózgu (rysunek poniżej). Ów kręgosłup wraz z tymi obszarami mózgu to strukturalny rdzeń (tzw. „rich club”), odzwierciedlający obfitość ich wzajemnych powiązań.

Nikt nie wie dlaczego w mózgu jest ów „bogaty klub”, mówi van den Heuvel, jednakże jego rola jest szczególnie ważna, gdyż odpowiedzialny jest za bardzo duży ruch informacji. Jakiekolwiek problemy, które go dotyczą, są szczególnie poważne. „Istnieje pomysł, że być może schizofrenia jest problemem związanym z integracją informacji przekazywanych przez centra bogatego klubu, kontynuuje naukowiec. Poprawa i ulepszenie ruchu w nim zachodzącego może się okazać najlepszą formą leczenia, aczkolwiek wciąż trwają prace i eksperymenty starające się określić, w jaki sposób można to osiągnąć.

To co jednak wiemy to fakt, że ta wysoce połączona sieć jest doskonałą platformą dla gimnastyki naszych umysłów i tworzy tło dla wielu innych matematycznych zasad, stojących za naszymi myślami czy czynami. Nie bójmy się zatem mierzyć z rzucającymi nam wyzwanie łamigłówkami związanymi z liczbami i innymi symbolami, dzięki którym ? w myśl tego artykułu – nasze codzienne zachowania będą miały więcej logiki i wewnętrznej spójności.

Źródło: New Scientist


Nie opuść innych artykułów i programów
Zapisz się do comiesięcznego newslettera


Przeczytaj także

Jak skutecznie zmieniać swoje życie?

Alan O. Grinde

Palenie szkodliwe dla możliwości poznawczych mózgu

Alan O. Grinde

Aspołeczny aspekt kokainy

Anna Śnieżyńska

Super-istota wewnątrz ludzkiego mózgu

Alan O. Grinde

U progu odkrycia indywidualnego postrzegania świata

Anna Śnieżyńska

Czy Newton faktycznie wymyślił skomplikowaną matematykę?

Alan O. Grinde