Мозг в нормальном бодрствующем состоянии характеризуется большей энтропией, чем во сне или во время припадков с потерей сознания. Это может связывать феномен сознания с законами термодинамики.

Попытки объяснить феномен сознания люди не оставляют уже много тысяч лет, связывая его то с действием божественного духа, то с проявлением законов квантовой механики. Новый и неожиданный подход к труднейшей задаче предложили биохимик из Университета Торонто Перес Веласкес (Perez Velazquez), физик из Университета Париж Декарт Рамон Эрра (Ramon Erra) и их коллеги, опубликовавшие статью на сервисе препринтов arXiv. В ней ученые назвали сознание «побочным продуктом» действия законов термодинамики.

Напомним, что, согласно Второму началу термодинамики, энтропия замкнутой системы не может убывать: температура не передается от нагретого тела к холодному, а хаос только нарастает. Веласкес и его соавторы использовали методы теории вероятностей и статистической механики, чтобы оценить энтропию связей между нейронами головного мозга у людей в различных состояниях. Ученые сравнивали данные МРТ добровольцев при бодрствовании и во сне, а также пациентов с эпилепсией – в нормальном состоянии и во время судорожных припадков.

И в том, и в другом случае расчеты показали, что связность нейронных паттернов в бодрствующем мозге характеризуется большей энтропией, чем при отсутствии сознания.

«Мы пришли к неожиданно простому результату: нормальное бодрствующее состояние характеризуется большим числом возможных задействованных связей между сетями мозга, соответствующим максимальным значениям энтропии», – пишут авторы. Сознание в их описании – это особое свойство информационной системы, стремящейся к максимальной энтропии.