Американские ученые пришли к выводу, что объем памяти человеческого мозга может быть в 10 раз больше, чем считалось. По их мнению, этот показатель измеряется в петабайтах. Об этом говорится в публикации в eLife.Информация в мозге хранится в "силе" синапса, то есть имеет способность передавать возбуждения от одного нейрона к другому. Эти "силы" можно измерить в битах. Таким образом, общий объем памяти мозга зависит как от количества синапсов, так и от их "сил".
Большинство возбуждающих синапсов формируются между аксоном одного нейрона и "системой" дендритам другой. Когда эти нейроны активируются одновременно, синапс становится "сильнее". Это вызывает увеличение "ветви" дендритам для поддержки "сильного" синапса.
Сотрудники Университета Солка построили трехмерную модель всех нейрональных связей в фрагменте гиппокампа крысы размером 6×6×5 кубических микрометров. Они обнаружили, что примерно в 10 процентах случаев аксоны формируют два синапса с двумя "ветками" одного дендритам. Исследователи решили измерить разницу между синапсами, чтобы точнее определить их размеры, которые традиционно классифицировались только как малые, средние и большие.
Оказалось, что разница между размерами синапсов одного аксона очень мала — около восьми процентов. Учитывая, что размер аналогичных синапсов может отличаться на столь малую величину, а размеры наименьших из них примерно в 60 раз меньше крупнейших, исследователи пришли к выводу, что существует около 26 дискретных категорий синапсов, а не три, как считалось ранее.
Сообщается, что это соответствует объему памяти примерно в 4,7 бита на синапс (предыдущие оценки давали значение от 1 до 2 бит). Таким образом, точность хранения информации и, следовательно, общая емкость памяти мозга может быть на порядок больше, чем думали нейробиологи, и составлять как минимум петабайт (примерно столько информации, содержащейся во Всемирной сети).
Подобная точность странная, учитывая ненадежность синапсов гиппокампа — сигнал одного нейрона активирует другой лишь в 10-20% случаев. Исследователи предположили, что такая точность достигается благодаря постоянному настройке синапсов, усредненного соотношения прошли и не прошли сигналов во времени. Моделирование подтвердило это предположение.
По мнению ученых, вероятна такая передача данных может объяснить странную энергоэффективность мозга — обрабатывать огромные массивы данных, он тратит всего 20 ватт энергии. Один из исследователей Терри Сейновски выразил уверенность, что выявленные особенности структуры мозга могут помочь в разработке более совершенных компьютеров.
