antony_w (antony_w) wrote,
antony_w
antony_w

Информационную емкость мозга оценили в «один Интернет»


Трехмерная модель двух аксонов на синапсе

Американские ученые пришли к выводу, что объем памяти человеческого мозга может быть в 10 раз больше, чем считалось для этого. По их мнению, этот показатель измеряется в петабайтах, говорится в публикации в eLife.

Информация в мозге хранится в хранится в «силе» синапса, то есть в его способности передавать возбуждение от одного нейрона к другому. Эти «силы» можно измерить в битах. Таким образом, общий объем памяти мозга зависит как от числа синапсов, так и от их «сил».

Большинство возбуждающих синапсов формируются между аксоном одного нейрона и «ветвью» дендрита другого. Когда эти нейроны активируются одновременно, синапс становится «сильнее». Это вызывает увеличение «ветви» дендрита для поддержки «сильного» синапса.

Сотрудники Университета Солка построили трехмерную модель всех нейрональных связей (коннектома) во фрагменте гиппокампа крысы размером 6×6×5 кубических микрометров. Они обнаружили, что примерно в 10 процентах случаев аксоны формируют два синапса с двумя «ветвями» одного дендрита. Исследователи решили измерить разницу между такими схожими синапсами, чтобы точнее определить размеры (а значит, и «силу») синапсов, которые традиционно классифицировались только как малые, средние и большие.

Оказалось, что разница между размерами синапсов одного аксона очень мала — около восьми процентов. Учитывая, что размер аналогичных синапсов может отличаться на столь малую величину, а размеры наименьших из них примерно в 60 раз меньше наибольших, исследователи пришли к выводу, что существует около 26 дискретных категорий синапсов, а не три, как считалось раньше.

Это соответствует объему памяти примерно в 4,7 бита на синапс (предыдущие оценки давали значения от 1 до 2 бит). Таким образом, точность хранения информации и, следовательно, общая емкость памяти мозга может быть на порядок больше, чем думали нейробиологи, и составлять как минимум петабайт (примерно столько информации содержится во всей Всемирной сети).

Подобная точность удивительна, учитывая ненадежность синапсов гиппокампа — сигнал одного нейрона активирует другой лишь в 10–20 процентах случаев. Исследователи предположили, что такая точность достигается благодаря постоянной настройке синапсов, усредняющей соотношение прошедших и не прошедших сигналов во времени. Моделирование подтвердило это предположение.

По мнению ученых, такая вероятностная передача данных может объяснить удивительную энергоэффективность мозга — обрабатывая огромные массивы данных, он тратит всего 20 ватт энергии. Один из исследователей Терри Сейновски (Terry Sejnowski) выразил уверенность, что обнаруженные особенности структуры мозга могут помочь в разработке более совершенных компьютеров.

Tags: мозг
Subscribe

Posts from This Journal “мозг” Tag

promo antony_w august 17, 2014 11:48 18
Buy for 10 tokens
Есть блог, в котором написано много постов про роботов: ссылка И там есть несколько статей о замене рабочих мест человека роботами: Уже к 2018 году роботы отберут у человека часть профессий Рабский труд без зарплаты Армия роботов: зачем она нужна обильной людьми Поднебесной и кому может…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments