Нейрон посылает сигнал соседу. Тот отвечает не сразу — импульс бежит по отростку с конечной скоростью, как письмо, которое задерживается в пути. Обычно такую задержку считают помехой, но в новой работе она становится дирижёром.
Когда два возбудимых нейрона связаны с задержкой, между ними сам собой возникает ритм. Клетки начинают пульсировать вместе — либо строго в такт, либо в противофазе, как маятники, качнувшиеся в разные стороны. Самое поразительное: переход от тишины к синхронному хору происходит не плавно, а скачком. Чуть усилили связь или сдвинули задержку — и сеть взрывается согласованной активностью.
Авторы проверили механизм на разных моделях нейронных сетей — с шумом и без, с возбуждением и без него. Везде картина одна: задержка и возбудимость рождают колебания, а те ведут к резкой синхронизации. Это похоже на оркестр, где музыканты не слышат друг друга мгновенно, но именно эхо в зале заставляет их играть слаженно.
В мозге сигнал по аксону движется со скоростью от 0,5 до 120 метров в секунду — как прогулочный шаг или гоночный болид. Разница в задержках между разными путями может достигать десятков миллисекунд, и именно она помогает настраивать ритмы.
В романе «Ложная слепота» Питера Уоттса инопланетный разум использует распределённую нервную систему без центра, где задержки сигналов — основа мышления.