Сотрудники калифорнийского Института биологических исследований Салка (штат Калифорния) в процессе изучения принципов работы человеческого мозга пришли к сенсационным выводам, с которыми ознакомил своих читателей журнал eLife.
«Это настоящий переворот в области нейрофизики, — заявил один из авторов статьи, профессор Терри Сейновски. — Мы нашли ключ к пониманию принципа, позволяющего нейронам гиппокампа функционировать с низким расходом энергии, но с высокой вычислительной производительностью».
Выполненные учёными измерения ёмкости памяти мозга превзошли прежние консервативные оценки в 10 раз. Таким образом, объем нашего встроенного «винчестера», по их мнению составляет не менее петабайта, что ставит человеческий мозг на одну ступень со Всемирной Паутиной.
«Когда мы впервые реконструировали каждый дендрит, аксон, глиальный процесс и каждый синапс из фрагмента гиппокампа размером с эритроцит, то были поражены сложностью и многообразием синаптических связей», — рассказывает профессор Техасского университета в Остине, Кристен Харрис.
Использование алгоритмов 3D-реконструкции в сочетании с результатами продвинутой электронной микроскопии привело учёных к заключению, что синапсы, которые, по прежним представлениям, могут быть лишь трёх размеров — большие, маленькие и средние — на самом деле имеют 26 градаций размера (от которого зависит объём памяти). Более того, синапсы постоянно растут или уменьшаются в зависимости от количества проходящих через них сигналов, и, каждые 2-20 минут могут переходить в новую «весовую» категорию, сообщает Ko.com.ua.
Эта работа также предлагает убедительное объяснение поразительной эффективности мозга. В бодрствующем состоянии мозг взрослого человека потребляет всего около 20 Вт энергии — как очень тусклая лампочка. Сделанные в Институте Салка открытия помогут создавать сверхточные, но энергоэффективные компьютеры, в особенности такие, которые используют глубокое обучение и нейросети для распознавания объектов, речи или перевода.
«Наши находки будут иметь далекоидущие последствия, — полагает Сейновски. — Кажущиеся хаос и беспорядок мозга скрывают от нас внутреннюю точность размеров и форм синапсов».
