konkreetset teadvussisu.
Aju energiasäästlikus
Ajul on kalduvus funktsioneerida nii, et tarbitaks võimalikult vähe energiat. Energia tarbimise minimaliseerimine on aju funktsioneerimise üks põhialuseid ja kõik teooriad, mis püüavad aju mingit aspekti seletada, peavad selle minimaalse energia tarbimise printsiibiga olema kooskõlas. Selline seaduspärasus tuleneb üldisest looduse funktsioneerimisest, mille korral on kõik loodusprotsessid suunatud kõrgemalt energialt madalamale energiatasemele. Näiteks üles visatud kivi langeb alati tagasi maa peale, soojus kandub alati edasi madalama temperatuuriga kehale ja aatomid püüavad säilitada igahinna eest oma minimaalse energiataseme. Aju on looduse osa ja seega kõik see, mis kehtib looduse korral, peab sama kehtima ka aju korral. Aju funktsioneerimist kirjeldavad neuroteaduslikud teooriad peavad olema kooskõlas aju minimaalse energia tarbimise printsiibiga. Järgnevalt toomegi selle kohta mõned konkreetsemad näited:
1. Inimese aju kohaneb ja säästab energiat, kui kohtab varem lahendanud ülesandeid. Seda nimetatakse neuraalseks adaptsiooniks ehk aju võimeks, mis võimaldab ajul panna tähtsuse järjekorda oma infoallikaid.
2. Aju saadab kõrgematelt ajupiirkondadelt madalamatele piirkondadele infot, mis sisaldab ennustust. Kui ennustus on osutunud edukaks, siis aju pidurdab vastava piirkonna aktiivsust. Kuid kõiki sündmusi pole reaalselt võimalik ette ennustada. Aju on sellega arvestanud nii, et mudel ümbritsevast keskkonnast drastiliselt ei muutu, kuid mõned selle detailid võivad muutuda, mida aju on isegi ette arvestanud. Väga väikse veasignaali peale ei hakka aju pidevalt seda töötlema ainuüksi energia säästmiseks, vaid täidab neid ootamatuid kõrvalekaldeid juba olemasoleval mudelil baseeruvate ennustustega. See säästab neuronite liigse energiakulu ja tagab inimese funktsioneerimise ümbritsevas maailmas.
3. Sügava une korral väheneb ühtlaselt inimese ajus olevad sünaptilised ühendused. See aitab võimaldada vähendada energiatarbimist ja samas ka mälusisud salvestuvad paremini. See tähendab ka seda, et ärkvelolekus suureneb ajus sünapsite ühendused( ehk seepärast inimese ajukoores suurenebki erutatavus, kui nad on üsna pikalt ärkvel- samuti ka unedeprivatsiooni tõttu), kuid sügava une ajal vähenevad ühtlaselt need sünapsite ühendused. Need kaks eri tahku kompenseerivad üksteist.
4. Impulsside levimist ja liikumist erinevate ajupiirkondade vahel reguleerib sünkronisatsioon, mis algselt arvati olevat ajus oleva informatsiooni sõlmimismehhanism. See võimaldab erinevaid ajusüsteeme omavahel funktsionaalselt kokku liita. Sünkronisatsiooni mehhanism ajus lihtsalt reguleerib impulsside liikumist ühelt neuronilt teisele. Sünkronisatsioon ajus on lihtsalt impulsside liikumiste regulaator, mis võimaldab informatsiooni ajus kiiresti ja tõhusalt edastada. Neuronipopulatsioonide aktiveerimisest on efektiivsem just sisend, mis on sünkroniseeritud. Aju kasutab sünkronisatsiooni, sest siis ei pea palju energiat kulutama rohkete neuronite aktsioonipotentsiaalide( ehk impulsside) välja saatmiseks. Sünkronisatsiooni korral on neid aga palju vähem. Kaks neuronit on omavahel funktsionaalselt seotud ainult siis, kui üks neuron saadab oma impulsi teisele neuronile. Seda võimaldab kahe neuroni sünkroonne aktivatsioon. Kõik see esineb ka erinevate
24