Ecco i risultati di una ricerca scientifica che ha studiato il modo con cui il cervello immagazzina le informazioni
Secondo una recente ricerca scientifica, il cervello degli esseri umani sarebbe in grado di immagazzinare e archiviare quasi 10 volte la quantità di informazioni che in precedenza si pensava potesse trattenere. Similmente ai computer, la memoria del cervello viene misurata in “bit” e il numero di bit che può contenere dipende dalle connessioni tra i suoi neuroni, note come sinapsi. Storicamente, gli scienziati pensavano che le sinapsi avessero un numero piuttosto limitato di dimensioni e forza, e questo a sua volta limitava la capacità di immagazzinamento del cervello. Tuttavia, successive ricerche scientifiche hanno rimesso in discussione quanto si pensava di sapere. Secondo un nuovo studio scientifico, il cervello umano potrebbe essere in grado di trattenere circa 10 volte più di quanto si era creduto che potesse fare.
Le sinapsi
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno sviluppato un metodo altamente preciso per valutare la forza delle connessioni tra i neuroni in una parte del cervello di un ratto. Queste sinapsi costituiscono la base dell’apprendimento e della memoria, poiché le cellule cerebrali comunicano in questi punti e quindi archiviano e condividono informazioni. Studiando approfonditamente il modo con cui le sinapsi si rafforzano e si indeboliscono, e in che misura, gli scienziati hanno quantificato in modo più preciso la quantità di informazioni che queste connessioni possono immagazzinare. L’analisi, pubblicata il 23 aprile sulla rivista Neural Computation, dimostra come questo nuovo metodo potrebbe non solo aumentare la nostra comprensione dell’apprendimento ma anche dell’invecchiamento e delle malattie neurodegenerative che riducono le connessioni nel cervello.
Il trasferimento delle informazioni tramite le sinapsi
“Questi approcci vanno al centro della capacità di elaborazione delle informazioni dei circuiti neurali”, sono state le parole pronunciate al sito specializzato WordsSideKick.com dal professor Jai Yu, un assistente professore di neurofisiologia presso l’Università di Chicago. “Essere in grado di stimare quante informazioni possono potenzialmente essere archiviate è un passo importante verso la comprensione della capacità del cervello di eseguire calcoli complessi.” Nel cervello umano ci sono più di 100 trilioni di sinapsi tra i neuroni. Attraverso queste sinapsi vengono lanciati messaggeri chimici, facilitando il trasferimento di informazioni attraverso il cervello. Man mano che apprendiamo, aumenta il trasferimento di informazioni attraverso sinapsi specifiche. Questo “rafforzamento” delle sinapsi ci permette di trattenere le nuove informazioni. In generale, le sinapsi si rafforzano o si indeboliscono in risposta a quanto sono attivi i neuroni che le costituiscono, un fenomeno chiamato plasticità sinaptica.
Il ruolo della plasticità sinaptica
Tuttavia, quando invecchiamo o sviluppiamo malattie neurodegenerative come il Parkinson e l’Alzheimer, le nostre sinapsi tendono ad indebolirsi, riducendo le prestazioni cognitive e la nostra capacità di immagazzinare dati e ricordi. Gli scienziati possono misurare la forza delle sinapsi osservando le loro caratteristiche fisiche. Inoltre, i messaggi inviati da un neurone a volte attivano una coppia di sinapsi e gli scienziati possono utilizzare queste coppie per studiare la precisione della plasticità sinaptica. In altre parole, dato lo stesso messaggio, ciascuna sinapsi della coppia si rafforza o si indebolisce esattamente nello stesso modo.
La plasticità sinaptica non è mai stata facile da misurare in passato, così come misurare la quantità di informazioni che una determinata sinapsi può archiviare o contenere. Il nuovo studio in questione, ha aperto le porte a nuove prospettive. E’ stata sfruttata la teoria dell’informazione, un modo matematico con cui è possibile verificare in modo attendibile come le informazioni vengono trasmesse attraverso un sistema. In questo modo gli scienziati hanno potuto quantificare la quantità di informazioni che possono essere trasmesse attraverso le sinapsi, al netto del “rumore di fondo” del cervello che potrebbe falsare i dati.
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