¿Te imaginas un dispositivo capaz de almacenar aproximadamente 500.000 millones de páginas de texto estándar, lo que equivale a una pila de documentos que podría llegar hasta la Luna? Pues ese dispositivo es tu cerebro. Los científicos han aprovechado un nuevo método para medir con precisión la cantidad de información que el cerebro es capaz de almacenar y esa cifra supera en casi 10 veces más información de lo que se pensaba anteriormente.
Desentrañando los misterios del cerebro
Todo arranca con la intención de comprender cómo el cerebro aprende y retiene información, intentando cuantificar cómo de fuerte se ha vuelto una sinapsis a través del aprendizaje y hasta dónde puede llegar esta fuerza sináptica que se entrena cada vez que intentas aprender y recordar nueva información. Todo ello fortalece las conexiones de tu cerebro. Pero, ¿hasta dónde puede llegar?
Un equipo de científicos del Instituto Salk ha establecido una nueva técnica para explorar la fuerza sináptica, la precisión de la plasticidad y la cantidad de almacenamiento de información del cerebro, lo que puede ayudarnos a entender algo mejor cómo aprendemos y recordamos y el proceso por el que nuestra memoria se deteriora con la edad o incluso con la enfermedad.
"Estamos mejorando en la identificación exacta de dónde y cómo las neuronas individuales están conectadas entre sí, pero todavía tenemos mucho que aprender sobre la dinámica de esas conexiones", explicó Terrence Sejnowski, coautor del estudio que recoge la revista Neural Computation.
Históricamente, los científicos pensaban que las sinapsis tenían un número bastante limitado de tamaño y poder, lo que limitaba la capacidad de almacenamiento del cerebro finalmente. Pero este nuevo trabajo respalda aún más la idea de que el cerebro puede contener mucha más información de lo que se creía.
Sinapsis
En su experimento, los investigadores desarrollaron un método muy preciso aplicando conceptos de la teoría de la información para evaluar la fuerza de las sinapsis en el cerebro de una rata. Al comprender cómo se fortalecen y debilitan las sinapsis (en el cerebro humano existen más de 100 billones de sinapsis entre las neuronas), pudieron cuantificar con precisión la capacidad de almacenamiento de información de estas conexiones. El equipo descubrió que, con la misma información, los pares de sinapsis que involucraban tanto el aprendiza como la formación de la memoria, se fortalecieron o debilitaron en la misma medida exacta, lo que indica que el cerebro tiene una gran precisión al ajustar la fuerza de una sinapsis específica. Su técnica arrojó que las sinapsis en el hipocampo eran capaces de almacenar entre 4,1 y 4,6 bits de información. (Al igual que en los ordenadores, el almacenamiento de memoria del cerebro se mide en "bits", y la cantidad de bits que puede contener depende de las conexiones entre sus neuronas, las sinapsis).
Su análisis demuestra cómo este nuevo método podría no sólo aumentar nuestra comprensión del aprendizaje sino también del envejecimiento y las enfermedades que desgastan las conexiones en el cerebro como las mencionadas antes. Por eso estudios como estos son tan importantes porque pueden ayudar a los científicos a descubrir nuevas terapias para prevenir o incluso curar enfermedades neurodegenerativas que actualmente afectan a millones de personas en todo el mundo.
"Dividimos las sinapsis por fuerza, de las cuales había 24 categorías posibles, luego comparamos pares de sinapsis especiales para determinar con qué precisión se modula la fuerza de cada sinapsis", aclara Mohammad Samavat, primer autor del estudio. "Nos entusiasmó descubrir que los pares tenían tamaños de espinas dendríticas y fortalezas sinápticas muy similares, lo que significa que el cerebro es muy preciso cuando debilita o fortalece las sinapsis con el tiempo".
Quién sabe si en el futuro, científicos de todo el mundo usen este método para realizar nuevos descubrimientos de nuestro órgano pensante, por ejemplo, acerca de cómo aprendemos nuevas habilidades o almacenamos información tanto a corto como a largo plazo.
Referencias:
- Mohammad Samavat et al, Synaptic Information Storage Capacity Measured With Information Theory, Neural Computation (2024). DOI: 10.1162/neco_a_01659
- Thomas M Bartol Jr, Cailey Bromer, Justin Kinney, Michael A Chirillo, Jennifer N Bourne, Kristen M Harris, Terrence J Sejnowski (2015) Nanoconnectomic upper bound on the variability of synaptic plasticity eLife 4:e10778 doi: https://doi.org/10.7554/eLife.10778
- Alexander Shapson-Coe et al. ,A petavoxel fragment of human cerebral cortex reconstructed at nanoscale resolution.Science384,eadk4858(2024).DOI:10.1126/science.adk4858
