По данным недавних исследований ученых из Института биологических исследований Солка в США, человеческий мозг может вместить в себя примерно в 10 раз больше информации, чем считалось раньше, – несколько петабайт данных, чего должно хватить, чтобы вместить почти весь текущий контент интернета.
Как объясняет Седжновски, на сегодняшний день ученые считают, что наши воспоминания содержатся в обособленной части мозга — гиппокампе. Вся память содержится в нем как в виде электрических импульсов, передаваемых от одного нейрона к другому, так и в виде химических сигналов, которыми нервные клетки обмениваются друг с другом.
Ученым удалось понять, как работают нейроны гиппокампа, центра памяти, — как им удается сочетать низкий уровень энергопотребления с высокой производительностью.
Исследователями была проведена сложнейшая работа по созданию 3D-реконструкции ткани гиппокампа, отвечающего за хранение кратковременной памяти (как оперативная память у компьютера) и неожиданно они совершили прорыв в нейрофизиологиии. Оказалось, что синапсы – места контакта между двумя нейронами – были продублированы в 10% случаев! В то же время, синапсы, связывающие нейрон с другими клетками, обладали иными размерами, что позволило исследователям определить «емкость» единичного нейрона, подсчитав типичное число синапсов разных размеров на каждой нервной клетке в гиппокампе.
Как удалось выяснить в ходе эксперимента, нейроны включают в себя достаточно много синапсов различных размеров – 26 типов нервных окончаний, которые различались по объему от ближайших к нему по размерам синапсов ровно на 8,3%. Это означает на языке вычислительных устройств, что каждый синапс хранит в себе приблизительно 4,7 бита информации (26 = 2^4,7).
Каков же механизм работы памяти? Синапсы передают информацию с некоторой вероятностью, уровень которой ученые оценивают примерно в 60 процентов. Надежность поставки обеспечивается многократной передачей сигналов и специальной системой «автокалибровки» синапсов – изменение размеров синапсов в большую или в меньшую сторону в зависимости от специфики запросов каждые две минуты.
Благодаря столь неожиданно большому значению гиппокамп человека, способен хранить в себе на порядок больше информации, чем считали ученые ранее, – около 5-20 петабайт данных.
Полученные результаты в очередной раз повышают статус мозга в качестве наиболее эффективного вычислительного устройства – имея потребление энергии порядка 20 ватт, нервная система человека оперирует объемами данных, недоступными для современных суперкомпьютеров. Совершенное открытие должно вдохновить ученых на попытку воспроизвести эти свойства мозга в сверхэффективных вычислительных приборах.
Опубликовано в рубрике 
Метки: 
