Какой объём у нашей памяти

Мы довольно пренебрежительно относимся к своей памяти: постоянно ругаем её, называем «дырявой». А между тем, наша память — уникальное хранилище, у которого практически нет пределов, а объём безграничен.

Последние исследования учёных показали, что человеческий мозг способен вместить в себя «всю текстовую часть Интернета». А ведь это несколько петабайт данных. Раньше считалось, что этот объём в десять раз меньше. Однако нейрофизиологи из Института биологических исследований Солка, а также из Техасского университета в Остине, доказали — наша память почти безгранична.

Гиппокамп и память

Как известно, в памяти существует несколько процессов. Это обработка, сохранение, извлечение и забывание информации. Исследования учёных показали, что во всех этих процессах участвует отдел мозга, который называется гиппокамп. Это было достоверно доказано в результате наблюдений за пациентом, которому удалили этот отдел мозга. Мы рассказали об этой истории в статье «Жизненный опыт = память?». 

Человек, который лишился гиппокампа в результате операции, не мог формировать долгосрочные воспоминания. Притом что краткосрочная память у него функционировала нормально. Можно считать доказанным тот факт, что функции этого отдела мозга связаны с когнитивными процессами. А также с формированием памяти.

Что такое гиппокамп

Внешне гиппокамп напоминает морского конька. Благодаря этому сходству он и получил своё название. Слово «гиппокамп» состоит из двух греческих слов — hippos, что означает «конь». И kampe, что значит «изогнутый».

Гиппокамп расположен в височной доле. То есть относится к верхним структурам головного мозга. Он соединён с различными участками коры головного мозга. 

Также вместе с миндалиной и гипоталамусом гиппокамп формирует лимбическую систему. Эта система отвечает за примитивные физиологические реакции, развившиеся у человека в глубокой древности.

Функции гиппокампа

Помимо когнитивных функций, гиппокамп отвечает за пространственную ориентацию и торможение реакций.

Но основная его функция — формирование памяти. Этот отдел мозга передаёт временные воспоминания в другие области мозга. То есть именно гиппокамп участвует в преобразовании краткосрочной памяти в долгосрочную. 

Таким образом, гиппокамп участвует в умственных процессах, которые связаны с консолидацией памяти, в процессах обучения. Он также регулирует эмоциональное состояние человека и помогает ему ориентироваться в пространстве. 

Где хранится память

Нельзя сказать определённо, в какой именно области нашего мозга хранятся воспоминания. Так как они хранятся в сетях нейронов, которые распределены по всему мозгу. 

Где именно находится та или иная сеть, несущая в себе воспоминание, зависит от того, что именно запечатлено в этом эпизоде памяти. Если это музыка или отрывок разговора, будут задействованы слуховые нейроны. Или центры речи и так далее. Если же воспоминание страшное, пугающее, то оно будет храниться в нейронах миндалины. Так как этот отдел отвечает за эмоции и страхи.

Таким образом, можно сказать, что память — это распределённая нейронная сеть, которая охватывает весь мозг, вплетаясь в его структуру. 

Как происходит формирование воспоминаний

Гиппокамп перерабатывает и объединяет воспоминания из различных сенсорных областей, формируя единый эпизод памяти. Например, вы встречались с родными на семейном ужине. Об этом событии у вас будет некое общее воспоминание. Оно будет состоять из вкусовых ощущений; разговоров, которые велись за столом; ощущения тёплых объятий, когда вы прощались перед уходом. 

Создав это общее воспоминание, гиппокамп формирует его в нейронах, преобразуя в фиксированную комбинацию, собирающую воедино отдельные воспоминания. Этот процесс называют нейронной синхронизацией.

Как нейроны сохраняют информацию

Итак, мы выяснили, что главный рабочий участник процессов памяти — это нейрон, электрически возбудимая нервная клетка. Именно нейроны сохраняют воспоминания при помощи электрохимических импульсов. 

Для того чтобы записать информацию, несколько нейронов «собираются» в единую сеть. А когда нужно что-то вспомнить, эти нейронные сети активизируются. Так что количество этих связей, по сути, и определяет объём памяти. Чем связей между нейронами больше, тем больше воспоминаний.

Нейроны используют синапсы для объединения в сети. Синапс — это структура, которая связывает клетки нейронов между собой и помогает передавать нервные импульсы от нейрона к нейрону. 

Однако мозг — весьма энергозатратный орган. Даже в состоянии покоя он потребляет до 20% всей энергии организма. А когда переходит в активное состояние, потребление увеличивается втрое. Так что для оптимизации расходования энергии лишние нейронные сети периодически разрушаются. Именно так мы забываем информацию.

Безграничная память

Последние исследования показали, что объём памяти человека недооценён примерно в 10 раз. 

Работа Терри Сейновски и Кристен Харрис

Неврологи из США Терри Сейновски и Кристен Харрис исследовали возможности человеческой памяти. В результате они пришли к невероятным выводам.  Изучив работу нейронов гиппокампа, они выяснили, что мозг может вмещать в себя в десять раз больше информации, чем считалось раньше. 

Терри Сейновски очень эмоционально рассказывает о результатах работы:

Это настоящая бомба в неврологии. Наши измерения объёма памяти в мозге увеличивают консервативную оценку в десять раз как минимум до петабайта, примерно до объёма всей информации в Интернете.

К подобным выводам учёные пришли после того, как построили объёмную модель гиппокампа крысы для проведения исследований. И в этой модели они обнаружили дублирование синапсов в 10% случаев. То есть некоторые нейроны связывались между собой не одним, а двумя синапсами. 

Изучив своё открытие, учёные обнаружили, что нейроны могут содержать до 26 видов различных синапсов. Которые отличаются друг от друга по размеру и по объёму ровно на 8,3%. Что равно 4,7 битам. Это значительно повышает потенциальный объём хранимой информации.

Зачем нейронам столько синапсов

Учёные связывают такое количество синапсов у нейронов с необходимостью корректировать сигнал. Дело в том, что синапсы передают импульс только с вероятностью в 60%. То есть некоторая информация может теряться. Для того чтобы повысить надежность, нейрон осуществляет «настройку» передачи. Для этого он многократно передаёт сигнал, изменяя размеры синапса каждые две минуты. 

Терри Сейновски так описывает этот процесс:

Грубо говоря, здесь на порядок более высокая точность, чем кто-либо мог представить. Последствия этого открытия могут быть серьёзными. Под видимым хаосом и беспорядком вещества мозга находится высокая точность и аккуратный порядок, который раньше был скрыт от нас

Так какой объём данных мы можем запоминать?

На основе полученных данных учёные постарались вычислить объём памяти человека. И в итоге получили значение в 5-20 петабайт данных. То есть весь текстовый объем современного Интернета. И этому есть реальные подтверждения. Например, память гения Шерешевского хранила вообще всю информацию, которую он когда-либо запоминал. Даже из самого раннего детства. Мы писали об этом в статье «Безграничная память Шерешевского».

Так что, можно сказать, что у нас в голове находится самая точная и самая мощная вычислительная машина на свете. Осталось только научиться ей пользоваться