Rozproszenie dotyczy wzorców, które wykraczają poza zwykłą sumę aktywności. Chodzi o to, jak aktywność jest rozłożona w neuronach i w czasie.
W rozproszonym systemie, kilka jednostek w populacji jest bardzo aktywnych w danym czasie, podczas gdy reszta jest cicha. Z czasem większość jednostek uczestniczy w tym procesie. Taki wzór aktywności charakteryzuje się dużą rozproszoną populacją. W przeciwieństwie do tego, system, który używa większości jednostek przynajmniej trochę w danym momencie, miałby niską rozproszoną populację.
Te same ramy są wykorzystywane do charakteryzowania pojedynczych neuronów w czasie. W tym przypadku, wysoka rozproszona żywotność oznacza, że neuron jest aktywny tylko w rzadkich wybuchach wysokiej aktywności, podczas gdy niska rozproszona żywotność wskazywałaby, że neuron jest aktywny na niskim poziomie prawie przez cały czas.
Pomocna jest tu analogia do języka pisanego. Możemy zakomunikować daną myśl pisząc ją po angielsku lub całkiem podobnie po chińsku. Jednak systemy kodowania tych dwóch języków są zupełnie inne. Aby wyrazić prawie każdą myśl w pisemnym języku angielskim, musielibyśmy użyć prawie wszystkich jednostek kodujących – 26 liter – co najmniej raz. Analogia liter do neuronów jest jak użycie wszystkich neuronów w mózgu na niskim poziomie do danego zadania. Możemy powiedzieć, że system taki jak angielski ma niską rozproszoną strukturę.
W języku chińskim do wyrażenia tej samej myśli potrzebna byłaby tylko garstka z tysięcy znaków. Każdy znak będzie użyty dobitnie, ponieważ znaki występują w wielu różnych formach i większość z nich nie powtarza się w jednej myśli. To jest jak używanie kilku neuronów naraz na wysokim poziomie. Język chiński odpowiada więc dużej rozproszonej strukturze.
Żaden z systemów nie jest z natury lepszy od drugiego – oba mają wady i zalety. Chcemy wiedzieć, który język pisany jest najbardziej podobny do wzorca aktywności w mózgu?
Dzięki badaniom empirycznym i teoretycznym prowadzonym przez ostatnie 35 lat stało się jasne, że aktywność mózgu jest dość rozproszona.
Dlaczego aktywność mózgu jest dość rozproszona?
Zachowuje się on w ten sposób z dwóch głównych powodów.
Po pierwsze, wynika to ze sposobu działania neuronów, czyli biochemicznych i biofizycznych zasad rządzących ich pracą.
Dzieje się tak zarówno w różnych populacjach neuronów, jak i w czasie. Ograniczenia w przepływie krwi – które ograniczają ilość energii, która może być dostarczona do wielu neuronów – popychają system w kierunku dużej rozproszonej populacji. W dziedzinie czasu, maszyny neuronowe są zasadniczo oparte na emitowaniu krótkiego, ostrego wybuchu nagromadzonej energii, a następnie spędzają dłuższe okresy na ładowaniu się do kolejnego wybuchu.
