Câte informații poate reține creierul? Cercetătorii s-au înșelat amarnic!

Câte informații poate reține creierul? Creierul poate reține de aproape 10 ori mai multe informații decât s-a crezut anterior, conform unui nou studiu.

Similar cu calculatoarele, stocarea memoriei în creier este măsurată în „biți”, iar numărul de biți pe care îi poate reține aceasta depinde de conexiunile dintre neuroni, cunoscute sub numele de sinapse. În trecut, oamenii de știință credeau că sinapsele au dimensiuni și forțe limitate, ceea ce restricționa capacitatea de stocare a creierului. Totuși, această teorie a fost contestată în ultimii ani, iar noul studiu susține ideea că creierul poate reține de 10 ori mai mult decât se credea inițial.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

În noul studiu, cercetătorii au dezvoltat o metodă foarte precisă pentru a evalua forța conexiunilor dintre neuroni într-o parte a creierului unui șobolan. Aceste sinapse formează baza învățării și a memoriei, deoarece celulele creierului comunică în aceste puncte, stocând și partajând astfel informații.

Înțelegând mai precis modul în care sinapsele se întăresc sau slăbesc și cu cât, oamenii de știință au cuantificat mai precis câte informații poate reține creierul.

Analiza, publicată în jurnalul Neural Computation, demonstrează modul în care această nouă metodă ar putea crește înțelegerea asupra învățării, dar și asupra îmbătrânirii și a bolilor care erodează conexiunile din creier.

Câte informații poate reține creierul? Cum se realizează acest lucru?

„Aceste abordări ating esența capacității de procesare a informațiilor a circuitelor neuronale. A putea estima cât de multe informații pot fi potențial reprezentate este un pas important spre înțelegerea capacității creierului de a realiza calcule complexe”, a spus Jai Yu, profesor asistent de neurofiziologie la Universitatea din Chicago (SUA).

În creierul uman există mai mult de 100 de trilioane de sinapse între neuroni. Mesagerii chimici sunt lansați prin aceste sinapse, facilitând transferul de informații prin creier. Pe măsură ce învățăm, crește transferul de informații prin anumite sinapse. Această „întărire” a sinapselor ne permite să reținem noile informații. În general, sinapsele se întăresc sau se slăbesc în funcție de cât de activi sunt neuronii lor constitutivi, un fenomen numit plasticitate sinaptică.

Totuși, pe măsură ce îmbătrânim sau dezvoltăm boli neurologice, cum ar fi Alzheimer, sinapsele noastre devin mai puțin active și astfel se slăbesc, reducând performanțele cognitive și capacitatea de a stoca și recupera amintiri, explică Live Science.

Cum a fost măsurată capacitatea de stocare a creierului?

Oamenii de știință pot măsura forța sinapselor examinând caracteristicile lor fizice. De asemenea, mesajele trimise de un neuron vor activa uneori o pereche de sinapse, iar oamenii de știință pot folosi aceste perechi pentru a studia precizia plasticității sinaptice. Cu alte cuvinte, având același mesaj, se întărește sau slăbește fiecare sinapsă din pereche în exact același mod?

Măsurarea preciziei plasticității sinaptice a fost dificilă în trecut, la fel și măsurarea cantității de informații pe care le poate stoca o sinapsă. Noul studiu schimbă acest lucru.

Pentru a măsura forța și plasticitatea sinaptică, echipa a folosit teoria informației, o metodă matematică de înțelegere a modului în care informațiile sunt transmise printr-un sistem. Această abordare le permite oamenilor de știință să cuantifice cât de multe informații pot fi transmise prin sinapse, luând în considerare și „zgomotul de fundal” al creierului.

Aceste informații transmise sunt măsurate în biți, astfel încât o sinapsă cu un număr mai mare de biți poate stoca mai multe informații decât una cu mai puțini biți, a spus Terrence Sejnowski, coautor al studiului și șeful Laboratorului de Neurobiologie Computațională de la Institutul Salk pentru Studii Biologice. Un bit îi corespunde unei sinapse care trimite transmisii la două intensități, în timp ce doi biți permit patru intensități și așa mai departe.

Așadar, câte informații poate reține creierul?

Echipa a analizat perechi de sinapse din hipocampul șobolanului, o regiune a creierului care joacă un rol major în formarea învățării și memoriei. Aceste perechi de sinapse erau vecine și se activau ca răspuns la același tip și cantitate de semnale cerebrale. Echipa a determinat că, având același input, aceste perechi se întăreau sau se slăbeau exact la fel, sugerând că creierul este extrem de precis atunci când ajustează forța unei anumite sinapse.

Analiza a sugerat că sinapsele din hipocamp pot stoca între 4,1 și 4,6 biți de informație. Cercetătorii ajunseseră la o concluzie similară într-un studiu anterior asupra creierului șobolanului, dar atunci au procesat datele cu o metodă mai puțin precisă. Noul studiu ajută la confirmarea a ceea ce presupun acum mulți neurocercetători: că sinapsele transportă mult mai mult de un bit fiecare, a spus Kevin Fox, profesor de neuroștiințe la Universitatea Cardiff (Marea Britanie).

Constatările se bazează pe o zonă foarte mică a hipocampului șobolanului, așa că nu este clar cum s-ar extinde acestea la întregul creier al unui șobolan sau al unui om. Ar fi interesant de determinat cum variază această capacitate de stocare a informațiilor în diferite părți ale creierului și între specii, a spus Yu.

În viitor, metoda echipei ar putea fi folosită pentru a compara capacitatea de stocare a diferitelor zone ale creierului, a spus Fox. De asemenea, ar putea fi folosită pentru a studia aceeași zonă a creierului atunci când este sănătoasă și atunci când este în stadiu de boală.

Vă recomandăm să citiți și:

Legătura ciudată dintre coșmaruri și bolile autoimune

Test de cultură generală. Ce au oamenii și nu are niciun alt animal de pe Pământ?

Costumul care reciclează transpirația, inspirat din Dune, a fost construit de un YouTuber

Un gel pe bază de lapte ar putea reduce efectele nocive ale alcoolului