Planøkonomi og stafetløb i hjernen

Sidste indlæg her på bloggen handlede om, at hjernen har et ret konstant (og meget højt!) energiforbrug. Myten om, at vi kun bruger 10 % af vores hjerner blev aflivet (se Bruger vi kun 10 procent af hjernen?). Men med en enkelt lille ændring, var myten faktisk ikke helt forkert. Det viser sig nemlig, at vi kun bruger omkring 15 procent af vores hjerne - ad gangen.

Planøkonomi på celleniveau

Relativ ny forskning har vist, at hver neuron, uanset type eller placering, tilsyneladende har et energibudget pr. minut, som ikke må overskrides (Herculano-Heuzel, 2011). Det vil sige, at hver neuron kun omsætter op til en vis mængde brændstof (ilt og sukkerstof), uanset neurontype og størrelse.

Det er i sig selv ret opsigtsvækkende. For det første er det sjældent at man finder så simple principper i hjernen. For det andet strider det lidt imod vores intuition. Det betyder nemlig, at de største neuroner har samme energibudget som de mindste neuroner, der er 25 gange mindre. Der er simpelthen fysiologisk planøkonomi i hjernen.

Begrænsninger ved Planøkonomi

Men planøkonomien være en begrænsning for hjernen, ligesom det kan være en begrænsning for samfund. Det bliver jo pludseligt et problem at holde nogle bestemte neuroner ekstra aktive.

Hvis du fx sidder og tænker på bananer i flere timer, kunne man tro, at de neuroner som er særligt aktiverede af at tænke på bananer må 'lukke ned' i utide, for at holde energibudgettet. Men det passer mildest talt ikke særligt godt med virkeligheden, da det ville gøre os ude af stand til at tænke på bananer (eller noget som helst andet) i mere end et par minutter ad gangen.

Distributed Coding

Løsningen er en gylden middelvej, der hedder 'distributed coding' (på dansk: spredt kode). Distributed coding beskriver systemer (fx hjernen), hvor informationer ligger spredt ud på mange flere enheder (neuroner) end der er nødvendigt for at gendanne informationen igen.

Matematiske modeller viser, at distributed coding i hjernen fungerer bedst, hvis informationerne kan gendannes ud fra ca. 15 procent af alle de neuroner som informationen er gemt i (Attwell & Laughlin, 2001). Groft sagt betyder det, at hvis fx idéen om en banan ligger gemt i 100 neuroner i din hjerne, behøver kun 15 af dine 100 neuroner at være aktive for at du kan tænke på en banan.

Neuronernes stafe

Distributed coding løser problemerne med planøkonomien. Når en neuron er ved at have opbrugt sin energi, tager nogle andre neuroner over. De andre kan tage over, fordi de er en del af den samme information. Idéen om en banan bliver altså vedligeholdt, men af skiftende netværk af neuroner.

For at blive I analogien til planøkonomien, kan man sige, at neuronerne er arbejdere med faste rationer af mad (energi). Hver arbejder har nogle bestemte evner og måske 100 arbejdere kan pakke bananer. Når du tænker på bananer, er 15 arbejdere I gang, men de bliver hurtigt sultne og sløve. Når det sker, tager nogle af de resterende 85 arbejdere over, mens de trætte arbejdere venter på deres madpakker. På den måde er alle 100 arbejdere nødvendige for at holde bananproduktionen aktiv, men kun 15 er faktisk aktive ad gangen. Man kan gå så langt at sige, at neuroner er gode kommunister som intet kan alene, men kan meget når de løfter i flok.

10 procent?

Det er derfor på en måde sandt, at vi kun bruger 10-15 procent af vores hjerne. Men det er kun sandt for øjebliksbilleder, hvor man tilmed ignorerer, at neuronerne forbereder sig til at være aktive igen. Vi skal bruge alle 100 procent, for at fungere ordentligt.

Denne artikel er oprindeligt publiceret som et blogindlæg.