Информационную емкость мозга оценили в «один Интернет»

Информационную емкость мозга оценили в «один Интернет»

Американские ученые пришли к выводу, что объем памяти человеческого мозга может быть в 10 раз больше, чем считалось для этого. По их мнению, этот показатель измеряется в петабайтах, говорится в публикации в eLife.

Информация в мозге хранится в хранится в «силе» синапса, то есть в его способности передавать возбуждение от одного нейрона к другому. Эти «силы» можно измерить в битах. Таким образом, общий объем памяти мозга зависит как от числа синапсов, так и от их «сил».

Большинство возбуждающих синапсов формируются между аксоном одного нейрона и «ветвью» дендрита другого. Когда эти нейроны активируются одновременно, синапс становится «сильнее». Это вызывает увеличение «ветви» дендрита для поддержки «сильного» синапса.

Сотрудники Университета Солка построили трехмерную модель всех нейрональных связей (коннектома) во фрагменте гиппокампа крысы размером 6×6×5 кубических микрометров. Они обнаружили, что примерно в 10 процентах случаев аксоны формируют два синапса с двумя «ветвями» одного дендрита. Исследователи решили измерить разницу между такими схожими синапсами, чтобы точнее определить размеры (а значит, и «силу») синапсов, 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 наибольших, исследователи пришли к выводу, что существует около 26 дискретных категорий синапсов, а не три, как считалось раньше.

Это соответствует объему памяти примерно в 4,7 бита на синапс (предыдущие оценки давали значения 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 содержится во всей Всемирной сети).

Подобная точность удивительна, учитывая ненадежность синапсов гиппокампа — сигнал одного нейрона активирует другой лишь в 10–20 процентах случаев. Исследователи предположили, что такая точность достигается благодаря постоянной настройке синапсов, усредняющей соотношение прошедших и не прошедших сигналов во времени. Моделирование подтвердило это предположение.

По мнению ученых, такая вероятностная передача данных может объяснить удивительную энергоэффективность мозга — обрабатывая огромные массивы данных, он тратит всего 20 ватт энергии. Один из исследователей Терри Сейновски (Terry Sejnowski) выразил уверенность, что обнаруженные особенности структуры мозга могут помочь в разработке более совершенных компьютеров.

Олег Лищук

N+1

Похожие новости:
Выявлена новая опасность сахара и сладких напитков
Специалисты Американской академии Неврологии выяснили, что употребление сладких напитков и содовой увеличивает тяжесть симптомов рассеянного склероза — распространенного аутоиммунного заболевания, при котором поражается центральная нервная система. Об этом сообщается в пресс-релизе на EurekAlert!.В исследовании приняли участие 135 человек ..
2019-03-10 5974 0 Разное, интересное
0
Раскрыта причина старения мозга
Исследователи из Алленского института исследования мозга в Вашингтоне выяснили, что старение мозга и снижение когнитивных способностей связано с накоплением бляшек и образованием нейрофибриллярных узлов, а также изменением в активности генов. Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте MedicalXpress.Ученые проанализировали образцы мозга ..
2017-11-23 5811 0 Разное, интересное
0
Ученые создают молекулярную модель головного мозга
В настоящий момент, более чем в восьмидесяти институтах соединенных штатов Америки, Китая, Японии и Европы, ведется совместная работа над созданием человеческого мозга. Эксперты ученые планируют в ближайшем будущем создать полноценно работающую модель мозга на молекулярном уровне. По предварительным ..
2014-02-18 2130 0 Разное, интересное
0
Ученые: электростимуляция мозга улучшает мышление
Ученые из Оксфордского университета, проделав серию экспериментов выяснили, что стимулирование мозга электрическими импульсами способствуют повышению математических навыков.Ученые размещали электроды на голове испытуемых для стимулирования определенных участков головного мозга. Этот метод называется транскраниальная стимуляция случайным ..
2013-05-29 2325 0 Разное, интересное
0
Виртуальный мозг мечтает как человек
Группа международных исследователей из медицинской школы имени Вашингтона при университете в Сент-Луисе, создали виртуальную модель мозга, которая может мечтать, как это делают люди, сообщает RedOrbit.com. Компьютерная модель основывается на динамике клеток мозга и соединений между этими клетками. ..
2013-07-15 1906 0 Разное, интересное
0
США вложат $100 млн в разработки искусственного мозга
В разработке компьютерной модели головного мозга человека примут участие порядка 80 научных институтов Европы. О запуске проекта под названием BRAIN объявил Барак Обама. Модель будет представлять собой своеобразную карту мозга с описанием процессов мышления, памяти ..
2013-05-1 1689 0 Разное, интересное
0
Деление мозга на «логическое» и «эмоциональное» полушария оказалось мифом
Американский ученый оспорил распространенное представление о жесткой оппозиции двух полушарий головного мозга человека — правого и левого. Об этом сообщает The Independent.Широко распространенное представление о работе мозга заключается в том, что левое полушарие отвечает за логику, а правое — за эмоции и творчество. ..
2016-02-29 1718 0 Разное, интересное
0
Ученые впервые определили воздействие любви на мозг
Коллектив китайских и американских ученых представил первое исследование того, как любовь меняет мозг человека. Свое исследование они опубликовали в журнале Frontiers in Human Neuroscience, а коротко о нем сообщает The Telegraph. Создавая «любовную карту» мозга, нейрофизиологи воспользовались методом магнитно-резонансной томографии. ..
2015-03-17 2390 0 Разное, интересное
0
Хроническая боль вмонтирована в наш мозг
Большинство ученых и врачей полагают, что хроническая боль исходит из области исходной травмы. Но Иван Апкарян, профессор физиологии Файнбергского медицинского института при Северо-Западном университете, показал, что «нарушений в структурных связях мозга достаточно, чтобы у человека, после некого телесного ..
2013-09-18 1694 0 Разное, интересное
1
Наркомания и сексуальная зависимость заставляют мозг работать одинаково
Ученые из Великобритании и США установили, что мозговая активность людей с компульсивным сексуальным поведением во время просмотра порнографии аналогична таковой у лиц, принимающих наркотические вещества. Свое исследование авторы опубликовали в журнале PLOS ONE, а кратко с ним можно ознакомиться на сайте Кембриджского ..
2014-07-15 1740 0 Разное, интересное
0
Ученые выяснили какая музыка стимулирует мозг
Новые исследования ученых определили, какая музыка больше подходит для стимуляции мозга. Для анализа человеческой реакции на музыку ученые выбрали водителей и аварийные случаи на дорогах. Известно, что за концентрацию внимания и оценку ситуации отвечает левое полушарие человеческого мозга. Именно ..
2014-05-26 3851 0 Разное, интересное
1
Якутские ученые впервые исследуют мозг мамонта
Представитель Академии наук республики сообщил о том, что в феврале, якутскими учеными будет проведена трепанация черепа мамонтенка, ранее найденного в республике Юки. Таким образом, по всей видимости, они будут первыми во всем мире учеными, которые проведут исследование ..
2013-02-8 1980 0 Разное, интересное
0
Ученые отвергли взаимосвязь между большим мозгом и высоким IQ
Австрийские исследователи доказали, что большой мозг не гарантирует его обладателю высокий IQ. К такому выводу ученые пришли, обработав данные 148 исследований, в которых участвовали более восьми тысяч человек. Результаты метаанализа представлены в статье, опубликованной в журнале Neuroscience and Biobehavioral Reviews.В ..
2015-10-15 1824 0 Разное, интересное
1
Суперкомпьютер воспроизвел одну секунду работы мозга
Группа немецких и японских ученых провели самый крупный эксперимент на сегодняшний день по симуляции мозговой активности. Ученые создали компьютерную симуляцию работы мозговой активности сети нейронов головного мозга.  По утверждению ученых 1% головного мозга составляет огромное ..
2013-08-7 2442 0 Разное, интересное
0
Ученые представили самое подробное видео клеток мозга и их связей
В США создана новая технология, позволяющая автоматически маркировать отдельные нейроны, чтобы делать изображения мозга в нанометровом масштабе (на уровне отдельных клеток и даже субклеточных единиц). С ее помощью ученые стали превращать полученные на микроскопах изображения в общедоступный массив данных, ..
2015-08-03 5794 0 Разное, интересное
0