1 petabyte informasi ditempatkan di otak

Jumlah memori di otak manusia sangat besar. Topik ini dieksplorasi oleh ahli saraf Amerika: penulis karya ilmiah Terry Sejnowski (Terry Sejnowski) dari Institute of Biological Research Salk dan Kristen Harris (Kristen Harris) dari University of Texas di Austin, bersama rekan-rekannya. Artikel mereka dipublikasikan di majalah eLife.

Para ilmuwan telah mempelajari bagaimana fungsi neuron hippocampal, dengan konsumsi energi yang rendah menunjukkan kinerja tinggi. Ternyata kapasitas otak bisa sepuluh kali lebih banyak dari yang diperkirakan sebelumnya. "Ini adalah bom sungguhan dalam neurologi," kata Seinowski. "Pengukuran kami terhadap jumlah memori di otak meningkatkan perkiraan konservatif sebesar 10 kali hingga setidaknya petabyte, hingga sekitar jumlah semua informasi di Internet."

Seinowski, jelas, berarti hanya informasi tekstual. Tetapi bahkan dalam kasus ini, penilaian seperti itu sangat mengesankan.

Dalam karya mereka, para peneliti membangun model 3D jaringan hippocampal tikus berdasarkan bukti. Dan sesuatu yang aneh ditemukan dalam model ini. Sinapsis - koneksi antar neuron - digandakan dalam 10% kasus. Artinya, tidak ada tunggal, tetapi pasangan sinapsis.

Untuk mengukur perbedaan antara sinapsis duplikat ini, tim Seinovsky merekonstruksi konektivitas, bentuk, dan volume materi otak tikus pada tingkat nanomolekul dengan menggunakan mikroskop modern dan algoritma komputasi.

"Kami kagum ketika kami menemukan bahwa perbedaan ukuran sinapsis dari pasangan sangat kecil, hanya sekitar 8%," kata Tom Bartol, salah satu ilmuwan. - Tidak ada yang mengira perbedaannya akan sangat kecil. Ini memang tipuan alami. "

Penemuan bahwa perbedaan dalam ukuran sinapsis dapat sekecil 8% berarti kemungkinan adanya 26 kategori ukuran sinapsis (oleh kekuatan koneksi sinaptik), dan bukan hanya beberapa, seperti yang diperkirakan sebelumnya. Ini secara signifikan meningkatkan "kapasitas" sistem, yang berarti peningkatan signifikan dalam jumlah potensial informasi yang disimpan (sekitar 4,7 bit per sinaps). Hasil penelitian ditampilkan dalam video.

Cara kerja sinapsis


"Secara kasar, ini urutan akurasi yang lebih tinggi daripada yang bisa dibayangkan siapa pun," jelas Seinowski. - Konsekuensi dari penemuan ini bisa serius. Di bawah kekacauan yang terlihat dan kelainan zat otak adalah akurasi tinggi dan keteraturan yang sebelumnya tersembunyi dari kita. "

Perhitungan para ilmuwan menunjukkan bahwa sinapsis mengubah ukuran dan sifatnya, tergantung pada sinyal yang ditransmisikan. Sekitar 1.500 transmisi neuropulse menyebabkan perubahan sinapsis kecil (memakan waktu sekitar 20 menit), sementara beberapa ratus transmisi (1-2 menit) mengubah sinapsis besar.

Dengan kata lain, setiap 2-20 menit, sinapsis dalam otak berubah ukuran, menyesuaikan dengan sinyal yang ditransmisikan.

Penemuan yang dibuat dalam pekerjaan sinapsis dapat menemukan aplikasi dalam ilmu komputer, dalam pengembangan sistem yang sangat tepat dan hemat energi menggunakan teknik pembelajaran yang mendalam dan jaringan saraf. "Trik otak ini pasti akan membantu merancang komputer yang lebih baik," kata Seinowski. "Menggunakan transmisi probabilistik ternyata tidak kalah akurat dan jauh lebih hemat energi baik di komputer maupun di otak."

Source: https://habr.com/ru/post/id389441/