Термодинамические ограничения как организующие принципы нейронной эффективности и когнитивной архитектуры

Опубликовано 01 Авг 2026
Журнал Biosystems
Время чтения 1 мин
В статье предлагается многоуровневая термодинамическая модель, в которой метаболические ограничения выступают организующими принципами нейронной эффективности и когнитивной архитектуры. Автор заменяет устаревшую оценку «2 бита на синапс» вероятностной моделью, основанной на статистике Бернулли, и получает эмпирически обоснованный коэффициент эффективности около 3,4 × 10^6 раз выше предела Ландауэра. Разреженное кодирование, предиктивное кодирование и кросс-частотная связь выводятся как лагранжевы решения единого функционала метаболической оптимизации. Проведено сравнение энергоэффективности нейроморфных архитектур (Intel Loihi 2, BrainScaleS-2, SpiNNaker2) и двух архитектур с вычислениями в памяти, которые приближаются или превосходят биологическую синаптическую эффективность.

В статье предлагается многоуровневая термодинамическая модель, в которой метаболические ограничения выступают организующими принципами нейронной эффективности и когнитивной архитектуры. Автор заменяет устаревшую оценку «2 бита на синапс» вероятностной моделью, основанной на статистике Бернулли, и получает эмпирически обоснованный коэффициент эффективности около 3,4 × 10^6 раз выше предела Ландауэра. Разреженное кодирование, предиктивное кодирование и кросс-частотная связь выводятся как лагранжевы решения единого функционала метаболической оптимизации. Проведено сравнение энергоэффективности нейроморфных архитектур (Intel Loihi 2, BrainScaleS-2, SpiNNaker2) и двух архитектур с вычислениями в памяти, которые приближаются или превосходят биологическую синаптическую эффективность.

**Выводы:** Метаболическое давление является не внешним инженерным ограничением, а конститутивной селективной силой, эволюционно формирующей нейронные вычисления. Каждая стратегия кодирования порождает проверяемые количественные предсказания, допускающие принципиальное опровержение.