|
Консолидация памяти Попробуем представить информационную емкость мозга. Так как в основе памяти лежат нейроны, то для начала уточним, с каким количеством нейронов мы имеем дело. Наиболее точная оценка на сегодня, принадлежит Сюзанне Херкулано-Хузель (Frederico A.C. Azevedo, Ludmila R.B. Carvalho, Lea T. Grinberg, Jos? Marcelo Farfel, Renata E.L. Ferretti, Renata E.P. Leite, Wilson Jacob Filho, Roberto Lent, Suzana Herculano-Houzel, 2009). По этой оценке на кору приходится 82% общей массы мозга и 19% от общего числа нейронов (рисунок ниже). По этой оценке кора состоит из порядка 16 миллиардов нейронов (1.6?1010). Количество нейронов в различных частях мозга (в миллиардах) (Frederico A.C. Azevedo, Ludmila R.B. Carvalho, Lea T. Grinberg, Jos? Marcelo Farfel, Renata E.L. Ferretti, Renata E.P. Leite, Wilson Jacob Filho, Roberto Lent, Suzana Herculano-Houzel, 2009) В моделях, использующих пластичность синапсов для объяснения природы памяти, емкость памяти считается достаточно просто. Характерное для нейрона количество синапсов – 10 000 (104). Если полагать, что один синапс хранит один бит информации, то получается 1.6?1010 x 104 = 1.6?1014 бит или приблизительно 2?1013 байт. Это около 20 000 гигабайт или 20 терабайт. Объем достаточно скромный даже по сегодняшним меркам. Если предположить, что активная жизнь человека около 80 лет, из которых он треть проводит во сне, то это составит 80x365x(24-8)x60x60 = 1681920000 (1.7?109) секунд. Получается, что если не учитывать организацию памяти, а просто заполнять ее в течение жизни, то можно позволить скорость записи 2?1013/1.7?109=1.18?104 байт/секунду или около 10 кбайт/секунду. В нашей модели оценка объема памяти выглядит несколько иначе. Оценка синаптической памяти не меняется, те же 20 терабайт. Но это только память, хранящая образы нейронов-детекторов. Основные объемы приходятся на внесинаптические рецептивные кластеры. Если задаться оценкой, что один внесинаптический образ формируется из сигналов порядка 100 синапсов, то можно оценить информационную емкость одного элемента, как 100 бит. Исходя из оценки, что поверхность нейрона может содержать порядка 100 000 рецептивных кластеров, получаем емкость памяти 1.6?1010x105x100 = 1.6 x1017 бит или 2?1016 байт. Что составляет 20 000 терабайт или 20 петабайт. Если предположить, что половина этой памяти уходит на способность коры распространять волны идентификаторов, то объем событийной памяти можно оценить в 10 петабайт. Этот объем вызывает определенное уважение. Исходя из него, скорость записи информации при непрерывном запоминании может составлять 1016/1.7?109=5.88?106 байт/секунду или около 6 мегабайт/секунду. Если предположить, что фиксация энграмм происходит несколько раз в секунду, то можно дать оценку информационной емкости одной энграммы в районе 1 мегабайта. — 79 —
|