Певно, усі чули міф про те, що ми використовуємо лише 10% мозку. Подив викликає лише те, що є люди, які не чули, що це неправда. Пояснення цього є навіть в україномовній вікіпедії.

З шкільного курсу ми знаємо, що головна робота нейронів – продукування нервових імпульсів aka потенціалів дії. Зрозуміло, що одночасно збудженими усі нейрони ніяк не можуть, вони повинні “включатися” та “виключатися” залежно від ситуації всередині та зовні організму. Функціональне виключення нейронів або гальмування є вкрай важливим для нервової системи – істотна частина нейронів є гальмівними, а нестача цього процесу є причиною розладів (наприклад, епілепсії).

Як не парадоксально звучить, але гальмування у нервовій системі працює як збудження – спеціалізованих гальмівних нейронів, які дають команди іншим “замовкнути”. Отже, це не просто припинення роботи, а активний процес, що потребує енергії.

Скільки ж у нервовій системі одночасно збуджених нейронів, та чи бувають нейрони, які ніколи не збуджуються? Відповісти досить важко, виходячи з методичних міркувань. У нашому мозку 86 млрд нейронів, а ми можемо виміряти активність лише кількох десятків-сотень окремих клітин одночасно. Найкращі результати обіцяє проєкт Neuralink Ілона Маска – більш як 3000 електродів, проте поки що це лише плани.

Інша проблема – у цілому мозку ми ідентифікуємо нейрони саме по їх роботі, тож коли електрод мовчить, ми просто не знаємо, він всередині мовчазної клітини чи просто у позаклітинному матриксі. Проте, знаючи щільність нейронів у тканині, розміри електродної матриці та кількість виявлених активних нейронів, можна приблизно оцінити кількість нейронів, які могли бути зареєстрованими, але вони себе не проявляють. За наявними оцінками, їх чимало – від 60 до 90% (даючи нам ті самі 10% “робочого” мозку). Один з експериментів виявив, що лише 10% клітин первинної слухової кори тварин відповідають на сеснсорні стимули. Щоправда, навряд чи дослідники здатні відтворити увесь можливий спектр можливих звуків, і саме це, ймовірно, є причиною. Таке явище цілком зрозуміло – якщо нейромережі “заточені” під той чи інший тип подразника або моторний ефект, вони не будуть активні, поки така подія не відбудеться. Мовчання, але готовність до роботи, безперечно є адаптивним.

Проте, існують і нейрони, які розряджаються дуже зрідка або практично ніколи. Ми мало що знаємо про їхнє значення, а саме явище отримало образну назву “чорна матерія мозку”.

Підтримання життєдіяльності таких “сплячих” нейрональних ланцюгів є досить енерговитратним. Звідки ж вони могли взятися? Одним із припущень є рудиментарний механізм – будучи загальмованою, їхня діяльність випадає з-під контролю природного відбору. Частина ж нейромереж може мати значення на ранніх етапах розвитку, після чого гальмується, у нормі – назавжди. Проте, відомі й випадки розгальмовування. Наприклад, після черепно-мозкових травм в людини можуть проявлятися рефлекси, притаманні немовлятам – хапальний (допомагав дитинчатам наших предків триматися за шерсть матері) або ж рефлекс Бабінскі.

Чи весь мозок потрібен для нормальної життєдіяльності? У нормі – так. Але якщо щось іде не так, нервова система часто з успіхом компенсує ураження чи повну відсутність її частин. Відома велика кількість випадків, коли люди із суттєво зменшеними розмірами мозку або відсутніми його частинами (нюхові цибулини, мозочок, одна з півкуль) були цілком соціально адекватними та мали нормальний рівень IQ. У найбільш вражаючому випадку головний мозок зовнішньо здорової людини був на 90% відсутній – сканування виявило, що він складається лише з тонкого шару кори, тоді як більшості підкіркових структур немає, а їхнє місце заповнене розширеними порожнинами шлуночків. Що знов повертає нас до містичних 10%

Вивчення такої “чорної матерії” є важливим елементом розуміння повної концепції роботи нашого мозку. Можливо, саме у мовчазних нейромережах будуть знайдені ключі для розуміння причин та шляхів лікування хвороб.

Джерело: Ovsepian SV. The dark matter of the brain. Brain Struct Funct. 2019 Apr;224(3):973-983. doi: 10.1007/s00429-019-01835-7

Shoham S, O’Connor DH, Segev R. How silent is the brain: is there a “dark matter” problem in neuroscience? J Comp Physiol A Neuroethol Sens Neural Behav Physiol. 2006 Aug;192(8):777-84. doi: 10.1007/s00359-006-0117-6