Ваш мозг — самое сложное из известных нам образований во Вселенной. Восемьдесят шесть миллиардов нейронов, каждый из которых соединен с тысячами других. Сто триллионов синапсов. Электрические импульсы, бегущие со скоростью 120 метров в секунду. Химические процессы, меняющие структуру связей. Это немыслимая сложность, порождающая мысль, сознание, личность.
Но мозг — не только биологический орган. Это еще и физическая система. И как любая физическая система, он подчиняется фундаментальным законам, включая второй закон термодинамики.
Вопрос: как мозг справляется с энтропией? Как в этом безумном хаосе нейронной активности рождается порядок мысли? И почему иногда система дает сбой, погружая нас в хаос депрессии, тревоги или безумия?
В данной статье мы немного углубимся в эту тему и посмотрим на мозг через призму энтропии.
1. Мозг как открытая система
Начнем с базового принципа. Мозг, как и любой живой орган, — открытая система. Он потребляет колоссальное количество энергии.
Хотя мозг составляет всего около 2% массы тела, в состоянии покоя он потребляет примерно 20% всей энергии организма . Это 350–450 килокалорий в день только на то, чтобы поддерживать себя в рабочем состоянии. Для сравнения: мышцы такой же массы потребляют в десять раз меньше.
Куда уходит эта энергия? На поддержание ионных градиентов, на синтез нейромедиаторов, на создание и разрушение синапсов, на передачу сигналов. Мозг — это гигантская фабрика по производству порядка из хаоса химических и электрических процессов.
Энергия, которую мы получаем с пищей, преобразуется в упорядоченную активность нейронов. А отходы этого производства — тепло — рассеиваются в окружающую среду. Именно поэтому голова немного нагревается, когда вы напряженно думаете.
2. Энтропия нейронной активности
В 2010-х годах группа исследователей под руководством Густаво Декко из Датского технического университета применила термодинамический подход к анализу активности мозга.
Они использовали данные функциональной МРТ и ЭЭГ, чтобы оценить энтропию нейронных сигналов. И обнаружили удивительную вещь: уровень энтропии в мозге не постоянен. Он меняется в зависимости от состояния сознания.
· Во время глубокого сна энтропия мозга снижается. Нейронная активность становится более предсказуемой, более упорядоченной.
· В состоянии бодрствования энтропия растет. Мозг перебирает множество возможных состояний, исследует пространство вариантов.
· Под воздействием психоделиков энтропия достигает максимума. Нейронные сигналы становятся максимально непредсказуемыми, хаотичными. Это коррелирует с ощущением растворения границ "я" и расширения сознания.
Декко и его коллеги предположили, что сознание — это свойство системы с высоким уровнем энтропии. Чем больше возможных состояний может посетить мозг, чем богаче его репертуар, тем более насыщенным становится субъективный опыт.
Но здесь есть важная граница. Слишком низкая энтропия — это кома или смерть мозга. Слишком высокая — психоз, шизофрения, бред. Здоровое сознание находится в оптимальном диапазоне, балансируя между порядком и хаосом.
3. Нейропластичность: Как мозг создает порядок
Если энтропия — это мера хаоса, то нейропластичность — это механизм создания порядка.
Нейропластичность — способность мозга менять свою структуру под влиянием опыта. Когда вы учитесь новому, между нейронами формируются новые связи. Когда вы повторяете действие, эти связи укрепляются. Когда вы перестаете использовать навык, связи ослабевают и исчезают.
Это чистая негэнтропия — создание локального порядка из хаоса возможностей.
· В мозге младенца огромное количество связей, они хаотичны и нестабильны.
· По мере взросления лишние связи отсекаются, важные укрепляются. Мозг становится более упорядоченным, более эффективным.
· При обучении новому хаос сменяется порядком — вы перестаете путаться, действия становятся автоматическими.
Каждый раз, когда вы осваиваете новый навык, вы уменьшаете энтропию в соответствующей нейронной сети. Вы тратите на это энергию, но получаете порядок.
4. Усталость и истощение: Энтропия побеждает
Но у этого процесса есть обратная сторона. Поддержание порядка требует постоянных энергозатрат. И когда энергия заканчивается, энтропия берет свое.
Состояние умственной усталости — это когда мозг больше не может эффективно подавлять хаотическую активность. Вы начинаете ошибаться, отвлекаться, забывать. Мысли путаются. Принимать решения становится трудно.
Хронический стресс, недосып, перегрузка — всё это истощает энергетические ресурсы мозга. И тогда энтропия начинает расти:
· Снижается концентрация.
· Ухудшается память.
· Появляются навязчивые мысли.
· Эмоции становятся неконтролируемыми.
Это похоже на "демона Максвелла", который устал сортировать молекулы и пропустил быструю молекулу не в ту сторону. Система теряет порядок.
5. Депрессия как энтропийный коллапс
Самое страшное проявление энтропии в мозге — это депрессия.
Исследования показывают, что при депрессии нарушается функциональная связность между разными областями мозга. Они перестают синхронизироваться, работать как единое целое. Каждая область живет своей жизнью, но согласованной активности нет.
Пациенты с депрессией часто описывают это как "туман в голове", "вязкость мыслей", "невозможность собраться". Это и есть энтропия, победившая порядок. Система дезорганизована, но не в сторону богатства возможностей (как при психоделиках), а в сторону распада.
Интересно, что антидепрессанты и психотерапия работают в том числе через восстановление связности. Они помогают мозгу снова собраться, создать новые паттерны порядка, вырваться из энтропийной ловушки.
6. Медитация как антиэнтропийная практика
Теперь о хорошем. Существуют практики, которые помогают мозгу поддерживать порядок с меньшими затратами энергии.
Медитация осознанности (mindfulness) — одна из самых исследованных.
Что происходит в мозге медитирующего?
· Снижается активность "сети пассивного режима работы" (default mode network) — той самой, которая отвечает за блуждание ума, за самокопание, за "шум" в голове.
· Укрепляются связи между префронтальной корой (центр контроля) и амигдалой (центр страха). Вы лучше регулируете эмоции.
· Повышается связность между разными областями мозга. Они работают более согласованно.
С точки зрения энтропии, медитация уменьшает хаос, не подавляя богатства возможностей. Это не впадение в коматозное состояние с низкой энтропией, а достижение оптимального баланса. Мозг учится эффективно сортировать сигналы, не тратя лишней энергии.
7. Информационная перегрузка: Энтропия извне
В современном мире мозг сталкивается с еще одной проблемой — лавиной информации.
Мы получаем столько сигналов за день, сколько наши предки получали за годы. Уведомления, новости, сообщения, реклама, посты, видео. Каждый сигнал требует внимания, а внимание — это энергия.
Мозг пытается фильтровать, сортировать, подавлять шум. Но ресурсы не бесконечны. Рано или поздно наступает информационная энтропия — состояние, когда количество шума превышает способность системы его обрабатывать.
Симптомы знакомы каждому:
· Рассеянное внимание.
· Трудность с запоминанием.
· Поверхностное мышление.
· Тревога без причины.
· Желание "залипать" в короткие видео вместо чтения.
Это мозг сигнализирует: я не справляюсь с хаосом, дайте передышку.
8. Как помочь мозгу бороться с энтропией
Исходя из всего сказанного, можно сформулировать несколько практических принципов "энергетического менеджмента" для мозга.
1. Сон — главная антиэнтропийная практика.
Во сне мозг проводит "уборку". Выводятся токсины, консолидируется память, сортируются впечатления. Лишать мозг сна — значит позволять энтропии накапливаться без контроля.
2. Регулярность снижает затраты.
Когда вы делаете что-то в одно и то же время, мозгу не нужно каждый раз принимать решение. Привычка — это автоматизм, который требует меньше энергии. Вы создаете устойчивые паттерны порядка.
3. Информационная гигиена.
Ограничьте поток входящего шума. Отключите уведомления. Выделите время без экранов. Дайте мозгу возможность переработать накопленное.
4. Физическая активность.
Движение улучшает кровоснабжение мозга, стимулирует нейрогенез (рождение новых нейронов), помогает регулировать нейромедиаторы. Это как зарядка для системы энергообеспечения.
5. Новизна.
Новый опыт заставляет мозг создавать новые связи. Это тренировка нейропластичности. Но дозируйте новизну — слишком много хаоса вредно.
6. Осознанность.
Практики внимательности учат мозг не бороться с шумом, а наблюдать его, не вовлекаясь. Это снижает энергозатраты на подавление хаоса.
9. Мозг как вселенная
Есть в этом что-то глубоко поэтичное. Мозг, этот маленький орган весом полтора килограмма, отражает в себе устройство всей Вселенной. Те же законы. Та же борьба порядка и хаоса. Та же хрупкость сложных структур перед лицом энтропии.
Мы носим в черепе целую вселенную. И от того, как мы заботимся о ней, зависит не только наше мышление, но и наша личность, наша судьба, наша способность быть собой.
Энтропия будет атаковать ваш мозг каждый день. Информационный шум, стресс, усталость, возраст — всё это увеличивает хаос. Но у вас есть главное оружие — осознанность. Способность замечать, когда порядок уходит, и возвращать его.
Маленькими шагами. Каждый день. Как уборка в комнате. Как поддержание огня.
---
Замечали ли вы, как информационная перегрузка влияет на ваше мышление? Практикуете ли "цифровой детокс" или медитацию?