Теорию, которая объясняет разделение головного мозга на серое и белое вещество, выдвинули биоинформатики – присущее позвоночным устро - Гранит науки - 2006-02-13

Авторы публикации в последнем выпуске приложения к журналу PloS (Public Library of Science –Публичная Библиотека Наук) по Вычислительной Биологии (PloS Computational Biology) – американские ученые Кван Вен (Quan Wen) и Дмитрий Шкловский (Dmitrii B.Chklovskii) из всемирно известной Cold Spring Harbor Laboratory, первый в недавнем прошлом астрофизик, а второй - нейробиолог. В поисках оптимальной архитектуры мозга они исходили из допущения, что эволюция «слепила» головной мозг таким образом, чтобы сделать его максимально функциональным, и в этих рассуждениях пришли к выводу, что оптимальный дизайн мозга зависит от числа нервных клеток, нейронов, межнейронных связей и диаметра аксона - отростка нервной клетки, который проводит импульсы. Используя математический аппарат теоретической физики, Вен и Шкловский показали, что наиболее эффективная функция головного мозга с высоким уровнем взаимодействия между нейронами, но при этом минимальными задержками при передаче сигналов от одной нервной клетки к другой, может быть обеспечена именно расслоением ткани на серое и белое вещество.

Работа Вена и Шкловского содержит 62 уравнения и изложена на 30 с лишним страницах. В этой статье они адаптировали так называемую модель связности, которую предложили другие авторы для других информационных сетей, но дополнили ее условием минимизации задержек передачи. Кроме того, Вен и Шкловский задались вопросом, какое из условий оптимальной функции головного мозга является действительно необходимым – высокий уровень взаимосвязей между нейронами или краткие задержки передачи. Оказалось, что чем дольше задержка, тем она пагубней, поскольку тем меньше можно произвести вычислительных шагов в ответ на сигналы окружающей среды, и, это делает мозг менее мощной вычислительной машиной. Учитывая свойства серого и белого вещества, авторы путем вычислений показали, что сегрегация мозга на эти две разновидности нервной ткани может быть естественным следствием эволюционного стремления к минимизации задержек передачи в высокоразвитой сети нервных клеток.