Подобно компьютерам, наш мозг обладает впечатляющей способностью хранить воспоминания. Ученые давно знают, что мозг хранит воспоминания в виде электрических импульсов, проходящих через нейроны и между ними. Но они никогда не могли определить, сколько именно информации он может хранить. Теперь исследователи из Института Салка использовали модели нейронов крысы, чтобы дать новую оценку объема памяти человеческого мозга - один петабайт, что в 10 раз больше, чем предыдущие оценки. Свою работу исследователи опубликовали в журнале eLife.
Исследователи знают, что синапсы - промежутки между нейронами, через которые информация передается от одного нейрона к другому, - важны для памяти и большинства других неврологических функций. Но ученые до сих пор не понимают, как они работают, в том числе как их размер влияет на передачу или хранение информации в мозге.
В этом исследовании ученые сделали высокодетализированную цифровую реконструкцию мозговой ткани, находящейся в гиппокампе крысы - области мозга, играющей важную роль в долговременной памяти. В самом маленьком масштабе исследователи с удивлением обнаружили, что около 10 процентов нейронов имеют два синапса, соединяющих их с другими нейронами (остальные 90 процентов имеют только один синапс). И хотя размеры этих синапсов различались всего на 8 процентов, исследователи определили, что в гиппокампе существует 26 синапсов разного размера. Это означает, что, выражаясь компьютерным языком, каждый синапс может хранить в среднем 4,7 бита; распределенный по всему мозгу, этот объем составляет около 1 петабайта, что эквивалентно 1 000 терабайт или 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 байт, говорится в пресс-релизе.
Однако есть несколько причин скептически относиться к этому числу. Хотя мозг крыс удивительно похож на мозг человека, он не совсем такой же, и размер синапсов может различаться у разных видов, особей или даже участков мозга. Один из нейробиологов сказал газете San Diego Union Tribune, что, исходя из этого нового открытия, мозг может хранить даже больше информации, чем предполагали исследователи, порядка трех-пяти петабайт.
У исследователей еще много вопросов о том, как мозг использует этот удивительный объем памяти, поскольку сигналы эффективно передаются между синапсами только в 10-20 процентах случаев. Они планируют ответить на эти вопросы в будущих исследованиях, что может помочь ученым найти более эффективные способы организации компьютеров, способных к глубокому обучению или обладающих огромным объемом памяти.
Поправка (1/22/2016, 09:00 утра по восточному времени): В первоначальном материале была неправильно указана средняя емкость памяти каждого синапса. Должно быть 4,7 бита, а не байта, и это было исправлено. Наша ошибка!