כמה מידע יכול המוח שלנו לאחסן? הרבה יותר ממה שחשבנו

המוח האנושי עשוי להיות בעל קיבולת אחסון מידע גבוהה פי עשרה מכפי שחשבו בעבר, כך לפי מחקר שפורסם השנה בכתב העת Neural Computation, ומספק תובנות חדשות על יכולות האחסון המדהימות של המוח, כפי שתסביר לנו Claude כעת.

בדומה למחשבים, החוקרים ביקשו למדוד את קיבולת הזיכרון של המוח ב"ביטים", וכמות הביטים שהוא יכול להכיל תלויה בחיבורים בין הנוירונים, הנקראים סינפסות. במוח האנושי יש יותר מ-100 טריליון סינפסות, שדרכן עוברים מסרים באמצעים כימיים. ככל שאנו לומדים, העברת המידע דרך סינפסות ספציפיות גוברת, תהליך המכונה "חיזוק סינפטי", המאפשר לנו לשמור מידע חדש.

החוקרים פיתחו שיטה מדויקת במיוחד להערכת חוזק החיבורים בין נוירונים במוח של חולדה. הם השתמשו בתיאוריית המידע – גישה מתמטית להבנת אופן העברת המידע במערכת – כדי למדוד את עוצמת הסינפסות ואת הפלסטיות שלהן (יכולתן להתחזק או להיחלש).

המחקר גילה כי הסינפסות בהיפוקמפוס (האזור במוח האחראי על למידה ויצירת זיכרונות) יכולות לאחסן בין 4.1 ל-4.6 ביטים של מידע כל אחת. ביט אחד מאפשר לסינפסה לשדר בשתי עוצמות, שני ביטים מאפשרים ארבע עוצמות, וכן הלאה. הממצאים מאשרים את מה שנוירולוגים רבים משערים כיום – שסינפסות נושאות הרבה יותר מביט אחד כל אחת, ולכן יכולות "לאחסן" מידע בכמות גדולה פי כמה מכפי שחשבו עד כה.

המחקר עשוי לסייע בהבנת תהליכי הזדקנות ומחלות המחלישות את החיבורים במוח. עם הזדקנות או התפתחות מחלות נוירולוגיות כמו אלצהיימר, הסינפסות נעשות פחות פעילות ונחלשות, מה שמפחית את הביצועים הקוגניטיביים ואת היכולת לאחסן ולשלוף זיכרונות.

חשוב לציין כי הממצאים מבוססים על אזור קטן מאוד במוח, ועוד בזה של חולדות. לא ברור כיצד הם מתורגמים למוח שלם של חולדה או אדם. עם זאת, השיטה החדשה שפותחה לצורך המחקר יכולה לשמש להשוואת קיבולת האחסון של אזורים שונים במוח, ולחקר אזורי מוח במצב בריא לעומת מצב של מחלה. בעתיד, הבנה טובה יותר של יכולות האחסון של המוח עשויה לסייע בפיתוח טיפולים למחלות נוירולוגיות ובשיפור היכולות הקוגניטיביות שלנו.