Die Speicherkapazität des Gehirns ist 10 mal mehr als bisher angenommen

Salk-Forschern und Mitarbeitern erreicht haben, kritischen Einblick in die Größe der neuronalen verbindungen, indem die Speicherkapazität des Gehirns weit höher als bei herkömmlichen Schätzungen. Auch das neue Werk beantwortet eine langjährige Frage, wie das Gehirn so Energie-effizient und könnte helfen, Ingenieure, die Computer bauen, die sind unglaublich leistungsstark, sondern auch Energie sparen.

Memory Capacity of Brain Is 10 Times More Than Previously Thought
In einer computergestützten Rekonstruktion von Gehirn-Gewebe im hippocampus, Salk und UT-Austin-Wissenschaftler gefunden, die das ungewöhnliche auftreten von zwei Synapsen aus dem axon des einen Neurons (durchscheinend schwarze Streifen) bilden auf beiden Stacheln auf der gleichen Dendriten der zweiten Neuronen (gelb). Separate terminals, die von einem neuron axon ist gezeigt in synaptischen Kontakt mit zwei Stacheln (Pfeile) auf der gleichen Dendriten der zweiten Neuronen im hippocampus. Die Wirbelsäule-Kopf-Mengen, die synaptische Kontaktzone (rot), Hals-Durchmesser (Grau) und der Anzahl der präsynaptischen Vesikel (weiße Kugeln) der beiden Synapsen sind fast identisch.
Credit: Salk Institute

„Dies ist eine echte Bombe in dem Gebiet der Neurowissenschaften“, sagt Terry Sejnowski, Salk professor und co-senior-Autor des Papiers, die veröffentlicht wurde in eLife. „Wir entdeckten den Schlüssel zum entriegeln der design-Prinzip, wie hippokampalen Neuronen-Funktion mit niedriger Energie aber hoher Rechenleistung. Unsere neuen Messungen des Gehirns, die Speicher-Kapazität zu erhöhen konservativen Schätzungen mit einem Faktor von 10 zu mindestens einem petabyte, in der gleichen ballpark als das World Wide Web.“

Unsere Erinnerungen und Gedanken sind das Ergebnis von mustern in elektrische und Chemische Aktivität im Gehirn. Ein wesentlicher Teil der Tätigkeit passiert, wenn die Verzweigungen der Nervenzellen, ähnlich wie elektrische Kabel, die Interaktion an bestimmten Knotenpunkten, den Synapsen. Eine Ausgabe ‚Draht‘ (axon) von einem neuron eine Verbindung zu einem input ‚Draht‘ (Dendriten) eines zweiten Neurons. Reisen die Signale über die synapse als Chemikalien, so genannte Neurotransmitter, um zu sagen, das empfangende neuron zu vermitteln, ob ein elektrisches signal an andere Neuronen. Jedes neuron kann Tausende von diesen Synapsen mit tausenden von anderen Neuronen.

„Wenn wir zuerst rekonstruiert jedes Dendriten, axon, Glia-Prozess, und die synapse von einem Volumen von hippocampus die Größe eines einzelnen roten Blutkörperchen, waren wir etwas verwirrt durch die Komplexität und Vielfalt unter den Synapsen,“ sagt Kristen Harris, co-senior-Autor der Arbeit und professor für Neurowissenschaften an der Universität von Texas, Austin. „Dabei hatte ich gehofft, um zu lernen, grundlegende Prinzipien darüber, wie das Gehirn organisiert ist diese detaillierte Rekonstruktionen, war ich wirklich erstaunt über die Präzision, die in den Analysen des vorliegenden Berichts.“

Die Speicherkapazität des Gehirns ist 10 mal mehr als bisher angenommen

Synapsen sind immer noch ein Rätsel, auch wenn Ihre Dysfunktion kann verursachen eine Reihe von neurologischen Erkrankungen. Größere Synapsen-mit mehr Fläche und Vesikel von Neurotransmitter-sind stärker, so dass Sie eher für das aktivieren der umliegenden Neuronen als mittlere oder kleine Synapsen.

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