Neuveriteľné zistenie o mozgu. Jeho kapacita môže byť iná, ako sa pôvodne predpokladalo

Mozog dokáže uložiť niekoľkonásobne viac informácií, ako uvádzali pôvodné predpoklady. Vyplýva to z novej štúdie, ktorá môže vedcom pomôcť porozumieť spôsobu, ktorým sa učíme. TASR informuje na základe správy servera Live Science.

Pamäťová kapacita mozgu sa meria v bitoch podobne ako pri počítačoch. Bit (značka b) je základná jednotka informácie a nadobúda podobu jednej z dvoch logických hodnôt (napr. pravda/nepravda, jednotka/nula, zapnutý/vypnutý). Počet bitov, ktoré dokáže uložiť, závisí od prepojení medzi mozgovými bunkami – synapsiami. Vedci v minulosti predpokladali, že počet, veľkosť a hrúbka synapsií je obmedzená, čo obmedzuje aj kapacitu mozgu.

Túto teóriu však v uplynulých rokoch spochybnil výskum podporený aj štúdiou zverejnenou vo vedeckom žurnále Neural Computation.

Nová metóda

Posun v meraní kapacity mozgu umožnila nová metóda hodnotenia hrúbky prepojení medzi neurónmi, vyvinutá tímom výskumníkov, ktorí štúdiu vypracovali. Vedci skúmali hipokampus potkanov, teda časť mozgu zodpovednú za učenie a pamäť.

Ľudský mozog obsahuje viac než 100 biliónov spojení medzi neurónmi. Spojenia medzi nimi prenášajú chemické správy, čím zaisťujú prenos informácií. Učením sa zvyšuje prenos správ konkrétnymi synapsiami, tie sa posilňujú, hrubnú a mozog si tak upevňuje nové informácie – lepšie si ich „vryje“. Vo všeobecnosti platí, že hrúbka jednotlivých synapsií závisí od aktivity neurónov, ktoré ich tvoria – často používané spojenia sú hrubšie, zriedkavo používané spojenia sú tenšie. Tento jav nazývame synaptická plasticita.

Starnutie a neurologické ochorenia (napríklad Alzheimerova choroba) však synapsie oslabujú a mozog stráca schopnosť ukladať informácie do pamäti a opätovne ich vyvolávať.

Meranie hrúbky synapsií vedcom umožňujú ich fyzické charakteristiky. Neuróny navyše niekedy správu vyšlú cez dve alebo viacero synapsií, čo umožňuje merať presnosť synaptickej plasticity. Tento postup bol v minulosti problematický, podobne ako meranie množstva informácií, ktoré jednotlivé synapsie dokážu uložiť.

Teória informácií

Vedci v najnovšej štúdii využili teóriu informácií – matematický postup umožňujúci kvantifikáciu množstva informácií prechádzajúcich systémom. Zároveň ním možno určiť maximálny objem informácií, ktoré synapsie dokážu preniesť a vziať do úvahy aj „šum v pozadí“ mozgu.

Analýza ukázala, že synapsie v hipokampe dokážu uložiť od 4,1 do 4,6 bitu informácií. Jeden bit v tomto prípade predstavuje jednu synapsiu vysielajúcu dva rôzne silné signály, dva bity sú štyri rôzne silné signály vyslané synapsiou atď.

Potrebný je ďalší výskum

Zistenia vedcov však vychádzajú z veľmi malej časti hipokampu potkanov. Na potvrdenie platnosti výsledkov štúdie pre celý mozog je potrebný ďalší výskum. Postup však možno v budúcnosti použiť napríklad na sledovanie zmien v konkrétnej oblasti mozgu vyvolaných postupom neurologického ochorenia, uvádzajú vedci.

Pozri aj:

Malé Fínsko blízko od našich hraníc: Tento neznámy klenot spája fascinujúcu prírodu a históriu, ceny…