您的大脑可以成为信息的发电厂。 一项新研究发现,我们大脑的记忆容量可能比以前认为的大 10 倍,并且可以存储 PB 级的信息——与整个网络一样多。
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这一发现回答了一个长期存在的问题,即大脑如何如此节能,并可以帮助工程师制造出功能强大但又节能的计算机。
美国索尔克生物研究所的 Terry Sejnowski 说,我们对大脑记忆容量的新测量将保守估计增加了 10 倍,至少达到 1 PB,与万维网的数据大致相同。
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我们的记忆和思想是大脑中电和化学活动模式的结果。研究人员说,当神经元的分支(很像电线)在某些称为突触的连接处相互作用时,活动的一个关键部分就会发生。
德克萨斯大学的克里斯汀哈里斯说,当我们第一次从单个红细胞大小的海马体中重建每个树突、轴突、神经胶质过程和突触时,我们对突触之间的复杂性和多样性感到有些困惑。
突触仍然是个谜,尽管它们的功能障碍会导致一系列神经系统疾病。
较大的突触 - 具有更多的表面积和神经递质囊泡 - 更强大,使它们比中型或小型突触更有可能激活周围的神经元。
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研究人员在构建大鼠海马组织(大脑的记忆中心)的 3D 重建时注意到,在某些情况下,一个神经元的单个轴突形成了两个突触,延伸到第二个神经元的单个树突,这表明第一个神经元似乎正在向接收神经元发送重复的消息。
研究人员使用他们开发的先进显微镜和计算算法对大鼠大脑进行成像,并将脑组织的连接性、形状、体积和表面积重建到纳米分子水平。
科学家们发现,这些突触几乎完全相同,平均大小只有 8% 左右。
由于神经元的记忆容量取决于突触的大小,因此这个 8% 的差异被证明是一个关键数字,该团队随后可以将其插入他们的大脑算法模型中,以测量有多少信息可能存储在突触连接中。
索尔克斯研究所的汤姆巴托尔说,我们的数据表明,突触的离散大小比以前认为的要多 10 倍。
这些发现还为大脑惊人的效率提供了有价值的解释。清醒的成人大脑仅产生大约 20 瓦的持续功率——相当于一个非常暗的灯泡。
研究结果发表在 eLife 杂志上。