Se coloca 1 petabyte de información en el cerebro

La cantidad de memoria en el cerebro humano era increíblemente grande. Este tema fue explorado por neurólogos estadounidenses: autores del trabajo científico Terry Sejnowski (Terry Sejnowski) del Instituto de Investigación Biológica Salk y Kristen Harris (Kristen Harris) de la Universidad de Texas en Austin, con sus colegas. Su artículo se publica en la revista eLife.

Los científicos han estudiado cómo funcionan las neuronas del hipocampo, con bajo consumo de energía muestran un alto rendimiento. Resultó que la capacidad del cerebro puede ser diez veces más de lo que se pensaba anteriormente. "Esta es una verdadera bomba en neurología", dice Seinowski. "Nuestras mediciones de la cantidad de memoria en el cerebro aumentan la estimación conservadora en 10 veces, al menos en petabytes, a aproximadamente la cantidad de toda la información en Internet".

Seinowski, obviamente, significa solo información textual. Pero incluso en este caso, tal evaluación es muy impresionante.

En su trabajo, los investigadores construyeron un modelo 3D de tejido de hipocampo de rata basado en evidencia. Y se descubrió algo extraño en este modelo. Las sinapsis, conexiones entre neuronas, se duplicaron en el 10% de los casos. Es decir, no había sinapsis individuales, sino parejas.

Para medir la diferencia entre estas sinapsis duplicadas, el equipo de Seinovsky reconstruyó la conectividad, las formas y los volúmenes de materia cerebral de ratas a nivel nanomolecular utilizando microscopios modernos y algoritmos computacionales.

"Nos sorprendimos cuando descubrimos que la diferencia en el tamaño de las sinapsis de los pares era muy pequeña, solo alrededor del 8%", dice Tom Bartol, uno de los científicos. - Nadie pensó que la diferencia sería tan pequeña. Este es un truco por naturaleza ".

El descubrimiento de que la diferencia en el tamaño de las sinapsis puede ser tan pequeña como el 8% significa la posibilidad de la existencia de 26 categorías de tamaños de sinapsis (por la fuerza de la conexión sináptica), y no solo unas pocas, como se pensaba anteriormente. Esto aumenta significativamente la "capacidad" del sistema, lo que significa un aumento significativo en la cantidad potencial de información almacenada (aproximadamente 4,7 bits por sinapsis). Los resultados del estudio se muestran en el video.

Cómo funcionan las sinapsis


"Hablando en términos generales, aquí hay un orden de magnitud con mayor precisión de lo que cualquiera podría haber imaginado", explica Seinowski. - Las consecuencias de este descubrimiento pueden ser graves. Bajo el caos y el desorden visibles de la sustancia cerebral hay una alta precisión y un orden ordenado que previamente nos estaba oculto ".

Los cálculos de los científicos muestran que las sinapsis cambian su tamaño y propiedades, dependiendo de la señal transmitida. Aproximadamente 1.500 transmisiones de neuropulso causan cambios en las sinapsis pequeñas (toma unos 20 minutos), mientras que un par de cientos de transmisiones (1-2 minutos) cambian las sinapsis grandes.

En otras palabras, cada 2-20 minutos, las sinapsis en el cerebro cambian de tamaño, ajustándose a la señal transmitida.

Los descubrimientos realizados en el trabajo de las sinapsis se pueden utilizar en informática, en el desarrollo de sistemas ultra precisos y energéticamente eficientes utilizando técnicas de aprendizaje profundo y redes neuronales. "Este truco cerebral definitivamente ayudará a diseñar mejores computadoras", dijo Seinowski. "El uso de la transmisión probabilística resultó ser no menos preciso y mucho más eficiente en energía en las computadoras y en el cerebro".

Source: https://habr.com/ru/post/es389441/