1 petabyte de informação é colocado no cérebro

A quantidade de memória no cérebro humano era incrivelmente grande. Este tópico foi explorado por neurologistas americanos: autores do trabalho científico Terry Sejnowski (Terry Sejnowski) do Instituto de Pesquisa Biológica Salk e Kristen Harris (Kristen Harris) da Universidade do Texas em Austin, com colegas. O artigo deles é publicado na revista eLife.

Os cientistas estudaram como os neurônios do hipocampo funcionam, com baixo consumo de energia eles mostram alto desempenho. Descobriu-se que a capacidade do cérebro pode ser dez vezes mais do que se pensava anteriormente. "Esta é uma bomba real em neurologia", diz Seinowski. "Nossas medidas da quantidade de memória no cérebro aumentam a estimativa conservadora em 10 vezes, pelo menos em petabytes, para aproximadamente a quantidade de todas as informações na Internet".

Seinowski, obviamente, significa apenas informações textuais. Mas mesmo neste caso, essa avaliação é muito impressionante.

Em seu trabalho, os pesquisadores construíram um modelo 3D de tecido hipocampal de rato com base em evidências. E algo estranho foi descoberto neste modelo. Sinapses - conexões entre neurônios - foram duplicadas em 10% dos casos. Ou seja, não havia sinapses únicas, mas emparelhadas.

Para medir a diferença entre essas sinapses duplicadas, a equipe de Seinovsky reconstruiu a conectividade, formas e volumes da matéria cerebral de ratos no nível nanomolecular usando microscópios modernos e algoritmos computacionais.

"Ficamos surpresos quando descobrimos que a diferença no tamanho das sinapses dos pares era muito pequena, apenas cerca de 8%", diz Tom Bartol, um dos cientistas. - Ninguém pensou que a diferença seria tão pequena. Este é um truque por natureza. "

A descoberta de que a diferença no tamanho das sinapses pode ser tão pequena quanto 8% significa a possibilidade da existência de 26 categorias de tamanhos de sinapses (pela força da conexão sináptica), e não apenas algumas, como se pensava anteriormente. Isso aumenta significativamente a "capacidade" do sistema, o que significa um aumento significativo na quantidade potencial de informações armazenadas (aproximadamente 4,7 bits por sinapse). Os resultados do estudo são mostrados no vídeo.

Como as sinapses funcionam


"Grosso modo, eis uma ordem de magnitude com precisão mais alta do que qualquer um poderia imaginar", explica Seinowski. - As consequências desta descoberta podem ser graves. Sob o caos visível e a desordem da substância cerebral, há uma alta precisão e ordem ordenada que antes estavam escondidas de nós ".

Os cálculos dos cientistas mostram que as sinapses alteram seu tamanho e propriedades, dependendo do sinal transmitido. Aproximadamente 1.500 transmissões de neuropulse causam alterações em pequenas sinapses (leva cerca de 20 minutos), enquanto algumas centenas de transmissões (1-2 minutos) alteram grandes sinapses.

Em outras palavras, a cada 2-20 minutos, as sinapses no cérebro mudam de tamanho, ajustando-se ao sinal transmitido.

As descobertas feitas no trabalho das sinapses podem encontrar aplicação na ciência da computação, no desenvolvimento de sistemas ultra-precisos e eficientes em termos de energia, usando técnicas de aprendizado profundo e redes neurais. "Esse truque cerebral definitivamente ajudará a projetar computadores melhores", disse Seinowski. "O uso da transmissão probabilística mostrou-se não menos preciso e muito mais eficiente em termos de energia em computadores e no cérebro".

Source: https://habr.com/ru/post/pt389441/