Тщательный анализ нейронных связей выявил новый механизм, лежащий в основе хранения информации. Оказалось, что человеческий мозг может хранить как минимум 1000 Тб данных, что намного больше, чем считалось ранее. Результаты исследования были опубликованы в журнале eLife.

Нервные клетки (нейроны) имеют два типа отростков: аксоны и дендриты. С помощью этих отростков нейроны взаимодействуют друг с другом, обмениваясь информацией. По аксону нейрон передает нервный импульс. Аксон одного нейрона взаимодействует с дендритом другого. По дендриту импульс доходит до самого нейрона и дальше распространяется по его аксону. Место соединения аксона и дендрита называется синапс. Считается, что синапсы играют ключевую роль в формировании памяти.

Ранее уже было известно, что размер синапса влияет на эффективность передачи информации. Чем больше синапс, тем выше вероятность передачи данных. Нервный импульс, поступивший от аксона, вызывает активацию дендрита с вероятностью до 20%.

Чтобы лучше разобраться в том, как устроены нервные связи, нейрофизиологи из нескольких американских университетов провели работу по компьютерной реконструкции небольшой области гиппокампа — части мозга, отвечающей за формирование памяти. В результате они получили трехмерную модель высокого разрешения, на которой была хорошо заметна сеть, образованная отростками нейронов. И самое главное — отчетливо видны размеры синапсов.

Авторы исследования обнаружили, что размеры синапсов неслучайны, и выявили 26 возможных размеров. Молекулярный механизм, регулирующий точный размер синапса, пока неизвестен. Зато установлено, что серия нервных импульсов, поступивших на синапс, вызывает его увеличение на один размер. В свою очередь это увеличивает и вероятность передачи нервного импульса от одного нейрона другому.

С точки зрения информатики, такое разнообразие размеров синапсов позволяет закодировать в одной межнейронной связи 4,7 бита информации (24.7 ≈ 26). Таким образом, объем всего “хранилища” (памяти) превышает 1000 Тб. Ранее считалось, что существует всего три фиксированных размера синапсов, а в одной межнейронной связи может храниться около 1,6 бита (21,6 ≈ 3).

Авторы говорят, что такой способ хранения информации очень энергоэкономичен. Это объясняет, почему работающий человеческий мозг потребляет всего около 20 Вт энергии (это меньше, чем энергопотребление обычного ноутбука).

Электрическая турка TimeCup CM-620

7 600

150 IG-баллов

Набор салфеток Novelizer

1 295

96 IG-баллов