Din hjärna kan vara ett kraftpaket för information. Vår hjärna kan ha en minneskapacitet som är 10 gånger större än man tidigare trott och kan lagra en petabyte information – lika mycket som hela webben, har en ny studie funnit.
djur lever i tropisk regnskog
Fyndet svarar på en långvarig fråga om hur hjärnan är så energieffektiv och kan hjälpa ingenjörer att bygga datorer som är otroligt kraftfulla men som också sparar energi.
Våra nya mätningar av hjärnans minneskapacitet ökar konservativa uppskattningar med en faktor 10 till minst en petabyte, i samma bollplank som World Wide Web, säger Terry Sejnowski från Salk Institute for Biological Studies i USA.
(Läs även: Dietdagbok: Minnesförlust börjar på 30-talet, korrigera din kost för att bekämpa den)
Våra minnen och tankar är resultatet av mönster av elektrisk och kemisk aktivitet i hjärnan. En viktig del av aktiviteten händer när grenar av neuroner, ungefär som elektriska ledningar, interagerar vid vissa korsningar, kända som synapser, sa forskare.
När vi först rekonstruerade varje dendrit, axon, gliaprocess och synaps från en volym hippocampus storleken på en enda röd blodkropp, var vi något förvirrade över komplexiteten och mångfalden bland synapserna, säger Kristen Harris från University of Texas.
Synapser är fortfarande ett mysterium, även om deras dysfunktion kan orsaka en rad neurologiska sjukdomar.
Större synapser – med mer yta och vesiklar av neurotransmittorer – är starkare, vilket gör dem mer benägna att aktivera sina omgivande neuroner än medelstora eller små synapser.
(Läs även: Få 8 timmars sömn för att förbättra ditt minne)
Forskarna, medan de byggde en 3D-rekonstruktion av råtthipocampusvävnad (hjärnans minnescentrum), märkte att i vissa fall bildade ett enda axon från en neuron två synapser som sträckte ut sig till en enda dendrit av en andra neuron, vilket betyder att den första neuronen verkade skicka ett duplikatmeddelande till den mottagande neuronen.
Forskare använde avancerad mikroskopi och beräkningsalgoritmer som de hade utvecklat för att avbilda råtthjärnor och rekonstruera anslutningsmöjligheterna, formerna, volymerna och ytarean av hjärnvävnaden ner till en nanomolekylär nivå.
Forskarna fann att synapserna var nästan identiska, i genomsnitt bara cirka åtta procent olika i storlek.
(Läs även: Daglig träning ökar hjärnans kraft)
Eftersom minneskapaciteten hos neuroner är beroende av synapsstorlek, visade sig denna skillnad på åtta procent vara ett nyckeltal som teamet sedan kunde koppla in i sina algoritmiska modeller av hjärnan för att mäta hur mycket information som potentiellt skulle kunna lagras i synaptiska anslutningar.
Våra data tyder på att det finns 10 gånger mer diskreta storlekar av synapser än man tidigare trott, säger Tom Bartol från Salks Institute.
Fynden erbjuder också en värdefull förklaring till hjärnans överraskande effektivitet. Den vakna vuxna hjärnan genererar bara cirka 20 watt kontinuerlig effekt – lika mycket som en mycket svag glödlampa.
Resultaten publicerades i tidskriften eLife.