Dung lượng bộ não con người tương đương với toàn bộ các trang web trên thế giới

Các nhà khoa học từ Viện nghiên cứu Sinh học Salk (California) cho biết họ đã phát hiện được rằng dung lượng ghi nhớ của bộ não con người lớn hơn 10 lần những gì họ từng biết. Kết quả này thu được sau khi đội ngũ nghiên cứu làm thế nào mà vùng đồi thị tế bào thần kinh trong não lại có thể hoạt động với một mức năng lượng thấp nhưng lại có khả năng tính toán siêu việt.

Tác giả của nghiên cứu này, giáo sư Terry Sejnowski, nhận định kết quả này có thể trở thành "bom tấn" trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học thần kinh. Ông cũng cho biết thêm rằng kết quả đo đạc các thông tin tín hiệu từ não cho thấy dung lượng tối thiểu của bộ nhớ tự nhiên này có thể lớn gấp 10 lần những gì họ từng biết tới và có thể lên tới 1 petabyte (tương đương 1000 terabyte), con số này ngang bằng với dung lượng của toàn bộ các trang web trên thế giới.

Kết quả này thu được các nhà nghiên cứu xây dựng một mô hình 3D cấu trúc của vùng đồi thị thần kinh - trung tâm bộ nhớ của não - bên trong bộ não loài chuột, và họ bất ngờ phát hiện một điều bất thường. Cụ thể, các neuron đã gửi cùng lúc 2 tín hiệu thần kinh lặp lại, đội ngũ nghiên cứu phát hiện ra các khớp nối giữa những tế bào thần kinh neuron - còn gọi là synapse - đã tự nhân bản chính mình thêm 1 bản sao nữa. Thông thường, các nhà khoa học không quá chú ý đến vấn đề này vì nó chỉ chiếm khoảng 10% thời gian hoạt động của các neuron trong vùng đồi thị nhưng việc neuron phát đi 2 tín hiệu cùng 1 lúc đã khiến họ tìm hiểu sau về cơ chế này.

Nhóm nghiêm cứu của giáo sư Sejnowsk sau khi tiến hành đo đạc dựa vào phương pháp tái tạo hình thức kết nối, hình dang, số lượng và diện tích bề mặt của tế bào não chuột với cấp độ nano phân tử. Quy trình đo đạc này có sự hỗ trợ của kính hiểu vi điện tử và các thuật toán máy tính. Sau khi nghiên cứu, các nha khoa học đã phát hiện ra rằng các synapse sau khi nhân bản có kích thước lớn hơn synapse gốc khoảng 8%, điều này thực sự đã gây bất ngờ. Thành viên của nhóm, tiến sỹ Tom Bartol, cho biết sự khác biệt nhỏ này đã thay đổi gần như những giới khoa học biết về synapse trước đó vì dung lượng bộ nhớ của não phụ thuộc rất nhiều vào kích thước của các synapse.

Các synapse hoạt động như thế nào?

Tiến sỹ Bartol cũng cho rằng kết quả này dẫn tới việc các synapse có thể chia ra thành 26 loại khác nhau và nó dẫn đến việc dung lượng thực sự của bộ não lớn hơn các kết quả nghiên cứu trước đó rất nhiều, hiện tại ông và các đồng nghiệp ước tính rằng bộ não con người có dung lượng ít nhất là gấp 10 lần những gì họ từng nghĩ tới. Ngoài ra, các nhà khoa học cũng phát hiện rằng các tín hiệu thần kinh cũng có thể thay đổi kích thước synapse. Ví dụ, cứ 1500 tín hiệu liên tiếp sẽ tạo ra một sự thay đổi ở những synapse cỡ nhỏ trong khoảng thời gian 20 phút, đối với các synapse cỡ lớn thì chỉ cần vài trăm tín hiệu trong vòng 1 đến 2 phút là được.

Giáo sư Terry Sejnowski cho biết đây mới chỉ là những kết luận ban đầu, ông và đội ngũ nghiên cứu sẽ tìm hiểu sâu hơn nữa về vấn đề này. Ông cũng bổ sung rằng những kết quả sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu phát triển những thế hệ chip máy tính mới trong tương lai.

Tham khảo ScienceAlert