La capacidad de memoria de nuestro cerebro es 10 veces más grande de lo que pensábamos

La capacidad de memoria del cerebro humano puede ser hasta 10 veces más grande que se pensaba, según un nuevo estudio realizado por científicos en California, que analizó las neuronas del hipocampo como una función cerebral de bajo consumo energético, pero de alta potencia de cálculo.

"Esto es explosivo en el campo de la neurociencia", decía Terry Sejnowski del Instituto Salk para Estudios Biológicos. "Nuestras nuevas mediciones de la capacidad de memoria del cerebro aumentan las estimaciones conservadoras en un factor de 10 a, por lo menos, un petabyte, equivalente a toda Internet."

Hicieron una reconstrucción 3D de tejido del hipocampo de una rata (el centro de memoria del cerebro), y al hacerlo, descubrieron algo extraño. Las sinapsis, esas uniones que se forman entre las neuronas, estaban  duplicadas en alrededor del 10% de los casos.

Para medir las diferencias entre estas sinapsis duplicadas, el equipo de Sejnowski reconstruyó la conectividad, formas, volúmenes y el área superficial del tejido cerebral de la rata a un nivel de nano-molecular, utilizando la microscopía avanzada y los algoritmos computacionales.

"Nos quedamos sorprendidos al encontrar que la diferencia de tamaños entre los pares sinápticos era muy pequeña de media, solamente de un 8 de ciento", señaló Tom Bartol, uno de los científicos. "Nadie pensó que sería una diferencia tan pequeña. Esta fue la curva natural."

La revelación de que las sinapsis pueden variar de tamaño en incrementos tan sutiles como un 8%, sugiere que puede haber hasta 26 categorías de tamaños de sinapsis, y no unas pocas, como los científicos creían anteriormente. Esta complejidad adicional de las dimensiones sinápticas se traduce en un enorme impulso para el potencial de la capacidad de memoria del cerebro.

"Esto se aproxima a un orden de magnitud de precisión más allá de que nadie haya imaginado", afirmó Sejnowski. "Este hallazgo tiene grandes consecuencias. Bajo el aparente caos y desorden del cerebro se esconde una precisión subyacente en cuanto al tamaño y formas de las sinapsis."

Los cálculos de los investigadores sugieren que la sinapsis también cambia su tamaño y capacidad en función de las transmisiones neuronales. Cerca de 1.500 transmisiones provocan un cambio en las pequeñas sinapsis (que llevan unos 20 minutos), mientras que un par de cientos (de 1 a 2 minutos) cambiará las grandes sinapsis.

"Esto significa que cada 2 ó 20 minutos, sus sinapsis vayan arriba o abajo de un tamaño a otro", dijo Bartol. "Las sinapsis se van ajustando a sí mismas de acuerdo con las señales que reciben."

Los resultados, publicados en eLIFE, pueden conducir a avances en la computación, con máquinas ultra-precisas y eficientes energéticamente, empleando un aprendizaje profundo y técnicas de redes neuronales.

"Este truco del cerebro apunta directamente a una manera de diseñar mejores equipos", dijo Sejnowski. "El uso de la transmisión probabilística vendría a ser más precisa, requiriendo mucha menos energía para los equipos."

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- Imagen: Sinapsis. Salk Institute
- Vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=maPN_4BF9x8


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