Das Gehirn kann zehnmal mehr Daten speichern als bisher angenommen

Können Sie sich ein Gerät vorstellen, das etwa 500 Milliarden Seiten Standardtext speichern kann, was einem Dokumentenstapel entspricht, der den Mond erreichen könnte? Nun, dieses Gerät ist Ihr Gehirn. Wissenschaftler haben sich eine neue Methode zunutze gemacht, um die Menge an Informationen, die das Gehirn speichern kann, genau zu messen, und diese Zahl übertrifft in fast zehnmal mehr Informationen als bisher angenommen.

Die Geheimnisse des Gehirns enthüllen

Alles beginnt mit der Absicht zu verstehen, wie das Gehirn Informationen lernt und speichert, und versucht zu quantifizieren, wie stark eine Synapse durch Lernen geworden ist und wie weit diese synaptische Stärke gehen kann, die jedes Mal trainiert wird, wenn Sie versuchen, neue Informationen zu lernen und sich daran zu erinnern. All dies stärkt die Verbindungen in Ihrem Gehirn. Aber, Wie weit kann es gehen?

Ein Team von Wissenschaftlern des Salk Institute hat es gegründet eine neue Technik zur Erforschung der synaptischen Stärkea, die Präzision der Plastizität des Gehirns und die Menge an Informationsspeicherung, die uns helfen könnte, besser zu verstehen, wie wir lernen und uns erinnern und den Prozess, durch den sich unser Gedächtnis mit zunehmendem Alter oder sogar Krankheit verschlechtert.

„Wir werden immer besser darin, genau zu identifizieren, wo und wie einzelne Neuronen miteinander verbunden sind, aber wir müssen noch viel über die Dynamik dieser Verbindungen lernen“, erklärte Terrence Sejnowski, Co-Autor der in der Zeitschrift veröffentlichten Studie. Neuronale Berechnung.

Historisch gesehen haben Wissenschaftler pSie wussten, dass Synapsen eine relativ begrenzte Anzahl an Größe und Leistung hatten, was letztendlich die Speicherkapazität des Gehirns einschränkte. Diese neue Arbeit stützt jedoch die Idee, dass das Gehirn möglicherweise viel mehr Informationen enthält als bisher angenommen.

Synapse

In ihrem Experiment entwickelten die Forscher eine sehr präzise Methode Anwendung von Konzepten der Informationstheorie um die Stärke der Synapsen im Gehirn einer Ratte zu bewerten. Durch das Verständnis, wie Synapsen gestärkt und geschwächt werden (im menschlichen Gehirn gibt es solche). mehr als 100 Billionen Synapsen zwischen Neuronen), konnten die Informationsspeicherkapazität dieser Verbindungen genau quantifizieren. Das Team stellte fest, dass bei gleichen Informationen Synapsenpaare, die sowohl am Lernen als auch an der Gedächtnisbildung beteiligt sind, im gleichen Ausmaß gestärkt oder geschwächt werden, was darauf hindeutet, dass das Gehirn die Stärke einer bestimmten Synapse sehr präzise anpasst. Seine Technik zeigte dasDie Synapsen im Hippocampus waren in der Lage, zwischen 4,1 und 4,6 Bit an Informationen zu speichern. (Wie bei Computern wird der Speicher des Gehirns in „Bits“ gemessen und die Anzahl der Bits, die es speichern kann, hängt von den Verbindungen zwischen seinen Neuronen, den Synapsen, ab.)

Ihre Analyse zeigt, wie diese neue Methode nicht nur unser Verständnis des Lernens, sondern auch des Alterns und von Krankheiten verbessern könnte, die wie die oben genannten Verbindungen im Gehirn schwächen. Deshalb sind Studien wie diese so wichtig, weil sie Wissenschaftlern dabei helfen können, neue Therapien zur Vorbeugung oder sogar Heilung neurodegenerativer Erkrankungen zu finden, von denen derzeit Millionen Menschen auf der ganzen Welt betroffen sind.

„Wir teilen die Synapsen mit Gewalt, von denen Es gab 24 mögliche Kategorien, „Wir haben dann Paare spezieller Synapsen verglichen, um zu bestimmen, wie genau die Stärke jeder Synapse moduliert wird“, erklärt Mohammad Samavat, Erstautor der Studie. „Wir waren begeistert, als wir herausfanden, dass die Paare sehr ähnliche dendritische Wirbelsäulengrößen und synaptische Stärken hatten.“ Das bedeutet, dass das Gehirn sehr präzise ist, wenn es Synapsen im Laufe der Zeit schwächt oder stärkt.“

Wer weiß, ob das in Zukunft der Fall sein wirdWissenschaftler auf der ganzen Welt nutzen diese Methode, um neue Erkenntnisse über unser Denkorgan zu gewinnen, beispielsweise darüber, wie wir kurz- und langfristig neue Fähigkeiten erlernen oder Informationen speichern.

Verweise: