Согласно новому исследованию, которое может привести к лучшему пониманию снижения памяти с возрастом и болезнями, человеческий мозг может хранить в 10 раз больше информации, чем считалось ранее.
Предыдущие исследования показали, что изучение и запоминание новой информации укрепляет нервные связи в мозге, называемые синапсами, которые со временем могут становиться сильнее или слабее, влияя на память.
Однако количественная оценка силы отдельных синапсов оказалась непростой задачей для нейробиологов. Особенно сложно оценить точную величину ослабления или усиления связей между нервами и объем данных, которые они хранят.
Но новая методика предлагает новое понимание силы синапсов, точности пластичности и количества информации, которую могут хранить эти нервные связи. Этот метод может помочь количественно оценить силу синапсов и улучшить наше понимание того, как люди учатся и запоминают, и как эти процессы меняются с возрастом или болезнью.
«Мы начинаем лучше определять, где и как отдельные нейроны связаны друг с другом», — сказал соавтор исследования Терренс Сейновски. «Теперь мы создали метод изучения силы синапсов, точности, с которой нейроны модулируют эту силу, а также количества информации, которую синапсы способны хранить. Это привело нас к выводу, что наш мозг может хранить в 10 раз больше информации, чем мы раньше думали».
Когда сообщение передается через мозг, оно передается в виде электрического сигнала от нейрона к нейрону через крошечное пространство, где встречаются две клетки, называемое синапс.
Сигнал проходит через синапсы через химические передатчики, и разные синапсы общаются с разной силой — некоторые могут быть слабым шепотом, а другие — громкими химическми сигналами.
Специфические синапсы укрепляются, обеспечивая сохранение новой информации в процессе, называемом синаптической пластичностью. Человеческий мозг имеет более 100 триллионов синапсов, и известно, что сила синапсов играет роль в том, как они хранят воспоминания. Такие состояния, как болезнь Альцгеймера, имеют тенденцию ослаблять синапсы и снижать способность мозга хранить информацию.
В новом исследовании ученые оценили пары синапсов гиппокампа крысы, ключевого участка мозга, отвечающего за обучение и память.
Они применили метод, традиционно используемый для изучения компьютеров, чтобы определить, сколько бит информации могут хранить синапсы. Ученые обнаружили, что каждый синапс гиппокампа крысы может хранить от 4,1 до 4,6 бит информации.
Это означает, что человеческий мозг может хранить как минимум петабайт информации, что эквивалентно данным, содержащимся во всем Интернете.