Какой объем у нашей памяти

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

Последние исследования ученых показали, что человеческий мозг способен вместить в себя «всю текстовую часть интернета». А ведь это несколько петабайт данных. Раньше считалось, что этот объем в десять раз меньше. Однако нейрофизиологи из университета биологических исследований Солка, а также из из университета Техаса 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 ученых 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 писали 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 свое 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 соединен 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 передает 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 определенно — 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, то будут задействованы слуховые нейроны. Или центры речи, и так далее. Если же воспоминание страшное, пугающее, то оно будет хранится в нейронах миндалины. Так как этот отдел отвечает за эмоции и страхи.

Таким образом, можно сказать, что память — это распределенная 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 семьей на семейном ужине. От этого события у вас будет некое общее воспоминание. Оно будет состоять из вкусовых ощущений, разговоров, которые велись за столом, ощущения теплых объятий, когда вы прощались перед уходом. 

Создав это общее воспоминание гиппокамп формирует его в нейронах, создав 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 электро-химических импульсов. 

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

Для объединения в сети нейроны используют синапсы. 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 объем памяти человека недооценен 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 10 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 10 раз как минимум до петабайта, примерно до объёма всей информации в интернете.

К подобным выводам ученые  пришли после того, как построили объемную 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 свое открытие ученые обнаружили, что нейроны могут содержать до 26 видов различных синапсов. Которые отличаются друг от друга по размеру и по объему ровно на 8,3%. Что равно 4.7 битам. Это значительно повышает потенциальный объем хранимой информации.

Зачем нейронам столько синапсов

Ученые 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 передает сигнал, изменяя размеры синапса каждые 2 минуты. 

Терри Сейновски так описывает этот процесс:

Грубо говоря, здесь на порядок более высокая точность, чем кто-либо мог представить. Последствия это 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 объем данных мы можем запоминать?

На основе полученных данных ученые постарались вычислить объем 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.