Для сканирования микроскопического фрагмента мозга размером с половинку рисового зернышка понадобился год. Какие тайны открылись ученым – в обзоре FederalCity.
В последние годы научные исследования достигли значительных успехов в области нейробиологии, что позволило учёным воссоздать микроскопический фрагмент человеческого мозга размером с половину рисового зерна.
Этот миниатюрный образец, составляющий лишь одну миллионную часть от общего объёма мозга, предоставил исследователям уникальную возможность изучить его микроструктуру и функциональные особенности.
Результаты этой новаторской работы были опубликованы в авторитетном научном журнале Science, что подчёркивает их значимость и вклад в развитие нейробиологической науки.
Для детального анализа этого микроскопического образца потребовалось около года непрерывной сканирующей электронной микроскопии. В процессе сканирования был получен колоссальный объём данных, превышающий 1,4 миллиона гигабайт, что свидетельствует о высокой плотности информации, содержащейся в нервной ткани.
Внутри этого крошечного фрагмента было идентифицировано более 57 000 живых клеток и около 150 миллионов синапсов, являющихся основными элементами нейронной сети, обеспечивающими передачу информации между нейронами. Кроме того, исследователи выявили несколько ранее неизвестных структур, что расширяет наши представления о морфологии и функциях мозга.
Чтобы оцифровать весь человеческий мозг с аналогичной точностью, потребовался бы объём данных, эквивалентный всей цифровой информации, генерируемой на Земле за год. Для хранения и обработки таких данных потребовался бы дата-центр площадью около 57 гектаров, что подчёркивает колоссальные масштабы задачи и необходимость разработки новых методов хранения и анализа данных.
Иллюстрация выполнена нейросетью.
Учёные также напомнили о поразительных возможностях человеческого мозга. Так, он способен хранить около 2,5 миллионов гигабайт информации, что достаточно для записи 3 миллионов часов HD-видео. При этом мозг может непрерывно воспроизводить эту информацию в течение 342 лет, что свидетельствует о его невероятной ёмкости для хранения данных.
Вычислительная мощность мозга составляет около 10 квадриллионов операций в секунду, что сопоставимо с производительностью более 4 000 современных игровых компьютеров. Это подчёркивает способность мозга выполнять сложные вычислительные задачи с высокой эффективностью.
При этом мозг потребляет минимальное количество энергии — всего около 20 ватт, что эквивалентно энергопотреблению одной тусклой лампочки. Это свидетельствует о высокой энергоэффективности мозга, что является важным фактором его функционирования.
Таким образом, исследование микроскопического фрагмента человеческого мозга не только расширило наши знания о его структуре и функциях, но и подчеркнуло его удивительные вычислительные и энергетические возможности, что открывает новые перспективы для дальнейших исследований в области нейробиологии и искусственного интеллекта.
Иллюстрация выполнена нейросетью.
