Eine neue Studie kommt zu dem Ergebnis, dass das menschliche Gehirn zehnmal mehr Informationen speichern kann als bisher angenommen. Dies könnte zu einem besseren Verständnis des altersbedingten und krankheitsbedingten Gedächtnisverlusts beitragen. Frühere Studien Das Lernen und Erinnern neuer Informationen stärkt die Grenzkontakte, die sogenannten Synapsen im Gehirn. Diese Kontakte werden mit der Zeit stärker und schwächer, was sich auf das Gedächtnis auswirkt.zeigt.
Es ist schwer zu berechnen, wie viele Informationen die Kontakte zwischen den Nerven speichern
Laut Independent Turkish haben Neurowissenschaftler Schwierigkeiten, die Stärke einzelner Synapsen zu messen. Insbesondere ist es schwierig, genau zu berechnen, wie stark die Kontakte zwischen den Enden geschwächt oder verstärkt wurden und wie viele Daten sie speichern.
Eine neue Technik, die in der von Experten begutachteten Zeitschrift Neural Computation beschrieben wird, bietet jedoch neue Einblicke in die synaptische Stärke, die Sensibilität der Plastizität und das Ausmaß der Informationen, die diese Grenzbeziehungen speichern können. Durch die Messung der Stärke der Synapsen könnte diese Technik unser Verständnis davon verbessern, wie Menschen lernen und sich Dinge merken und wie sich diese Prozesse mit dem Alter oder bei Krankheiten verändern.
„Wir können immer besser bestimmen, wo und wie einzelne Neuronen miteinander verbunden sind“, sagt Terrence Sejnowski, Co-Autor der Studie.
„Wir haben jetzt eine Technik entwickelt, mit der wir die Stärke der Synapsen, die Sensibilität der Neuronen bei der Modulation dieser Stärke sowie die Informationsmenge untersuchen können, die die Synapsen speichern können. Dadurch haben wir herausgefunden, dass unser Gehirn zehnmal mehr Informationen speichern kann als wir bisher dachten.“
Wenn im Gehirn eine Nachricht übermittelt wird, springt sie als elektrisches Signal von Neuron zu Neuron und passiert einen kleinen Spalt, die sogenannte Synapse, wo zwei Zellen aufeinandertreffen.
Während das Signal über chemische Träger durch die Synapsen wandert, verbinden sich die verschiedenen Synapsen mit unterschiedlicher Stärke. Bei manchen kann es sich um leises Flüstern handeln, bei anderen um laute chemische Signale.
Bestimmte Synapsen werden stärker, sodass neue Informationen in einem Prozess namens synaptische Plastizität gespeichert werden können. Es gibt mehr als 100 Billionen Synapsen im menschlichen Gehirn, und die Stärke der Synapsen spielt bekanntermaßen eine Rolle bei der Speicherung von Erinnerungen.
Krankheiten wie Alzheimer neigen dazu, Synapsen zu schwächen, wodurch die Fähigkeit des Gehirns, Informationen zu speichern, abnimmt. In der neuen Studie untersuchten Wissenschaftler Synapsenpaare aus dem Hippocampus von Ratten; dieser Bereich des Gehirns ist für Lernen und Gedächtnis von entscheidender Bedeutung.
Um zu bestimmen, wie viele Informationsbits Synapsen speichern können, verwendeten die Forscher eine Methode, die häufig bei der Untersuchung von Computern verwendet wird. Sie fanden heraus, dass jede Synapse im Hippocampus von Ratten 4,1 bis 4,6 Informationsbits speichern konnte. Das bedeutet, dass das menschliche Gehirn mindestens ein Petabyte an Informationen speichern kann.
„Ein solch detaillierter Blick auf die synaptische Stärke und Plastizität könnte die Erforschung von Lernen und Gedächtnis wirklich voranbringen, und wir können ihn nutzen, um diese Prozesse in allen verschiedenen Teilen des menschlichen Gehirns, des tierischen Gehirns, des jungen Gehirns und des alten Gehirns zu erforschen“, sagt die Co-Autorin der Studie, Kristen Harris.
Die Ergebnisse werden neue Erkenntnisse darüber liefern, wie der Abbau von Synapsen im Alter oder infolge neurologischer Erkrankungen zu einem Rückgang der kognitiven Fähigkeiten führt.
