18.55.02
У мозку людини поміщається близько петабайта інформації

      Об'єм пам'яті в людському мозку виявився неймовірно великим. Цю тему досліджували американські неврологи: автори наукової роботи Террі Сейновскі (Terry Sejnowski) з інституту біологічних досліджень Солка і Крістен Харріс (Kristen Harris) з університету Техасу в Остіні, з колегами. Їх стаття опублікована в журналі eLife.

Вчені вивчили, як функціонують нейрони гіпокампу, при низькому енергоспоживанні вони показують високу продуктивність. Виявилося, що місткість мозку може бути в десять разів більше, ніж вважалося раніше.


«Це справжня бомба в неврології, - говорить Сейновскі. - Наші вимірювання об'єму пам'яті в мозку збільшують консервативну оцінку в 10 разів, як мінімум до петабайта, приблизно до об'єму всієї інформації в інтернеті».


Сейновскі, очевидно, має на увазі тільки текстову інформацію. Але навіть у цьому випадку така оцінка дуже вражає.

У своїй роботі дослідники побудували 3D-модель тканини гіпокампу щура, на основі фактичних даних. І в цій моделі виявилося дещо дивне. Синапси - з'єднання між нейронами - виявилися продубльовані в 10% випадків. Тобто там були не поодинокі, а парні синапси.

Щоб заміряти різницю між цими продубльованими синапсами, група Сейновскі провела реконструкцію зв'язності, форм і обсягів речовини мозку щура на наномолекулярному рівні, використовуючи сучасні мікроскопи та обчислювальні алгоритми.


«Ми були вражені, коли виявили, що різниця в розмірі синапсів з пар виявилася дуже маленькою, всього лише близько 8%, - говорить Том Бартол (Tom Bartol), один з учених. - Ніхто не думав, що різниця виявиться настільки маленькою. Це такий трюк від природи».


Відкриття, що різниця в розмірі синапсів може становити всього 8%, означає можливість існування 26 категорій розмірів синапсів (за силою синаптичного зв'язку), а не всього декількох, як вважалося раніше. Це значно підвищує «розрядність» системи, що означає суттєве збільшення потенційного обсягу збереженої інформації. Результати дослідження демонструються у відеоролику.


«Грубо кажучи, тут на порядок більш висока точність, ніж хто-небудь міг уявити, - пояснює Сейновскі. - Наслідки цього відкриття можуть бути серйозними. Під видимим хаосом і безладдям речовини мозку знаходиться висока точність і акуратний порядок, який раніше був прихований від нас».


Розрахунки вчених показують, що синапси змінюють свій розмір і властивості, залежно від переданого сигналу. Приблизно 1500 передач нейроімпульсів викликають зміни в маленьких синапсах (займає близько 20 хвилин), у той час як пару сотень передач (1-2 хвилини) змінюють великі синапси.

Іншими словами, кожні 2-20 хвилин синапси в мозку змінюють розмір, налаштовуючись на переданий сигнал.

Зроблені відкриття в роботі синапсів можуть знайти застосування і в інформатиці, у розробці надточних та енергоефективних систем, що використовують техніки глибинного навчання (deep learning) і нейромереж.


«Цей трюк мозку виразно допоможе проектувати найкращі комп'ютери, - сказав Сейновскі. - Використання ймовірнісної передачі виявилося не менш точним і набагато більш енергоефективним як в комп'ютерах, так і в мозку».


Джерело: geektimes
Переглядів: 357 | Додав: dvi | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
der="0" width="100%" cellspacing="1" cellpadding="2" class="commTable">
Ім'я *:Email:WWW:
Код *:
close