Мозг и город развиваются по схожим законам

Удивительное всегда рядом. А зачастую даже не просто рядом, а вокруг нас. Новое исследование ученых из Rensselaer Polytechnic Institute показало, что города на самом деле организованы подобно мозгу. И эволюция городов отражает эволюцию человеческого и животного мозга. Развитый мозг млекопитающих нуждается в развитой нейронной сети для более сложных мыслительных процессов. Подобно ему, города требуют развитой транспортной системы для поддержания продуктивной работы и увеличения населения. Новое исследование показало поразительную схожесть решения проблем по поддержке необходимых взаимосвязей в мозгу и в больших городах. Естественный отбор управлял эволюцией мозга млекопитающих, политики и чиновники организовывали города, но в обоих случаях результат приводит к одному выводу. Для оптимального функционирования при увеличении мозга или города, все его части должны быть в высшей степени взаимосвязаны. Именно так описывает результат исследования ведущий автор Марк Чангизи (Mark Changizi). При росте мозга от одного вида к другому меняется его структура и организация, что позволяет достичь необходимого уровня взаимосвязей. Нельзя вырастить мозг собаки в два раза больше обычного и ожидать, что он будет работать наравне с человеческим. Это объясняется, в частности тем, что человеческий мозг обладает не только большим количеством нейронов, а большим количеством синапсов, что позволяет создавать гораздо больше связей. Как и в случае с мозгом, внутренние связи критически важны для функционирования городов. Нельзя совместить три копии Сиэтла и ожидать, что результат будет столь же эффективен, как Чикаго. Будет слишком много скоростных дорог и слишком мало съездов с них, а полосы окажутся слишком узкими для трафика. В процессе исследования была обнаружена зависимость между размером города или мозга и количеством и размером поддерживающей инфраструктуры. При росте площади поверхности города или неокортекса количество соединений (автострад в городах и пирамидальных нейронов в мозгу) увеличивается немного медленнее. Точная формула выглядит так: количество связей увеличивается как S3/4, где S — площадь поверхности. Были найдены и другие похожие зависимости. Детальное описание результатов исследования опубликовано в статье «Common Scaling Laws for City Highway Systems and the Mammalian Neocortex» в журнале «Complexity». Авторы приходят к выводу, что при увеличении в размерах и наборе функциональности города и мозг следуют схожим эмпирическим законам. Для правильной работы им требуется определенный уровень внутренних взаимосвязей.