Исследование, проведенное учеными из Сиднейского университета, раскрыло механизмы, с помощью которых мозг адаптирует энергопотребление в зависимости от предсказуемости происходящих событий. Выяснилось, что при столкновении с неожиданными обстоятельствами работа нейронных сетей кардинально меняется.
Режим энергосбережения и реакция на новизну
Человеческий мозг постоянно получает огромные объемы сенсорной информации. Чтобы справляться с этой нагрузкой, он стремится экономить ресурсы. В привычных ситуациях нейронная система переходит в своеобразный «фоновый режим»: она опирается на накопленный опыт и прошлые прогнозы, а не на детальный анализ происходящего в текущий момент.
В ходе эксперимента 40 добровольцев наблюдали за световыми сигналами, расположенными по кругу. Ученые фиксировали мозговую активность с помощью ЭЭГ и отслеживали движение зрачков. Исследование показало следующие закономерности:
- При предсказуемых событиях мозг заранее готовится к ответной реакции, опираясь на ожидания, что позволяет действовать быстрее, но снижает точность запоминания деталей.
- В ситуациях неопределенности мозг активирует «режим обновления», перераспределяя энергию на максимально глубокий сбор данных из окружающей среды.
- Неожиданные стимулы обрабатываются мозгом более отчетливо, что объясняет, почему важные или внезапные события запоминаются гораздо лучше привычных действий.
Двухэтапный механизм обработки данных
Специалисты установили, что реакция на прогнозируемые события проходит в два этапа. Сначала мозг предсказывает развитие сценария, что позволяет телу реагировать молниеносно. Затем, если событие произошло согласно ожиданиям, мозг включает режим экономии энергии и игнорирует детальную фиксацию параметров, так как нужная информация уже содержится в памяти.
В качестве наглядного примера исследователи приводят поведение профессиональных теннисистов. Ожидая подачу в конкретную точку, игрок заранее начинает движение к мячу, что дает выигрыш во времени. Однако после матча такой спортсмен зачастую не может детально вспомнить траекторию полета мяча, в то время как неожиданная «подача в центр» запоминается с высокой точностью.
Перспективы дальнейших исследований
Авторы работы подчеркивают, что баланс между скоростью реакции и точностью восприятия является ключевым фактором адаптации человека к окружающему миру. Полученные данные планируется использовать в области искусственного интеллекта и нейронных сетей для создания систем, способных оптимизировать энергозатраты и эффективность обработки данных по биологическому принципу.
Результаты научной работы опубликованы в издании The Journal of Neuroscience.
05.07.2026