Khả năng ghi nhớ của não bộ cao gấp 10 lần so với quan điểm trước đây

Nghiên cứu mới cho thấy lượng thông tin mà não có thể lưu trữ lớn hơn người ta từng nghĩ. (Nguồn: Getty Images)

Các nhà khoa học Mỹ đã khai thác một phương pháp mới để đo chính xác lượng thông tin mà não có thể lưu trữ, điều này có thể giúp nâng cao hiểu biết của chúng ta về việc học tập và tiếp thu kiến thức.

Nghiên cứu mới này một lần nữa xác nhận rằng bộ não thực sự có thể chứa thông tin nhiều hơn gấp 10 lần so với quan điểm trước đây.

Tương tự như máy tính, bộ nhớ lưu trữ của não được đo bằng "bit" và số bit mà nó có thể lưu giữ phụ thuộc vào các kết nối giữa các tế bào thần kinh, được gọi là khớp thần kinh.

Trước đây, các nhà khoa học cho rằng các khớp thần kinh có số lượng và kích thước khá hạn chế, và điều này đã hạn chế khả năng lưu trữ của não.

Tuy nhiên, lý thuyết này đã bị thách thức trong những năm gần đây - và nghiên cứu mới càng ủng hộ quan điểm cho rằng bộ não có thể chứa đựng dữ liệu nhiều hơn gấp 10 lần những gì chúng ta từng nghĩ.

Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã phát triển một phương pháp có độ chính xác cao để đánh giá sức mạnh kết nối giữa các tế bào thần kinh trong một phần não chuột.

Những khớp thần kinh này tạo thành nền tảng của việc học tập và trí nhớ khi các tế bào não giao tiếp tại những điểm này, sau đó lưu trữ và chia sẻ thông tin.

Bằng cách hiểu rõ hơn về cách các khớp thần kinh tăng cường và suy yếu như thế nào, các nhà khoa học đã định lượng chính xác hơn lượng thông tin mà các kết nối này có thể lưu trữ.

Trong bộ não con người có hơn 100 nghìn tỷ khớp thần kinh giữa các tế bào thần kinh. Các chất truyền tin hóa học được phóng qua các khớp thần kinh này, tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền thông tin qua não.

Khi chúng ta tìm hiểu, việc truyền thông tin qua các khớp thần kinh cụ thể sẽ tăng lên. Việc "tăng cường" các khớp thần kinh này cho phép chúng ta lưu giữ thông tin mới.

Các khớp thần kinh tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền thông tin giữa các tế bào thần kinh. (Nguồn: Getty Images)

Các khớp thần kinh sẽ tăng cường hoặc suy yếu để phản ứng với mức độ hoạt động của các tế bào thần kinh cấu thành của chúng - một hiện tượng được gọi là tính dẻo của khớp thần kinh.

Tuy nhiên, khi chúng ta già đi hoặc mắc các bệnh về thần kinh, chẳng hạn như bệnh Alzheimer, các khớp thần kinh của chúng ta trở nên kém hoạt động hơn và yếu đi, làm giảm hiệu suất nhận thức cũng như khả năng lưu trữ và nhớ lại các ký ức.

Các nhà khoa học có thể đo sức mạnh của các khớp thần kinh bằng cách xem xét các đặc điểm vật lý của chúng.

Để đo độ bền và độ dẻo của khớp thần kinh, nhóm nghiên cứu đã khai thác lý thuyết thông tin - một phương pháp toán học để hiểu cách thông tin được truyền qua một hệ thống.

Cách tiếp cận này cũng cho phép các nhà khoa học định lượng lượng thông tin có thể được truyền qua các khớp thần kinh, đồng thời tính đến “tiếng ồn nền” của não.

Các nhà khoa học trong nhóm nghiên cứu (từ trái sang) Terence Sejnowski, Mohammad Samavat và Thomas Bartol. (Nguồn: Viện Salk)

Terrence Sejnowski , đồng tác giả nghiên cứu cấp cao và người đứng đầu Phòng thí nghiệm sinh học thần kinh tính toán tại Viện nghiên cứu Sinh học Salk (Mỹ) cho biết thông tin được truyền đi này được đo bằng bit, sao cho khớp thần kinh có số bit cao hơn có thể lưu trữ nhiều thông tin hơn khớp thần kinh có ít bit hơn.

Một bit tương ứng với một khớp thần kinh gửi truyền ở 2 cường độ, trong khi hai bit cho phép truyền 4 cường độ…

Nhóm nghiên cứu đã phân tích các cặp khớp thần kinh từ vùng hải mã của chuột, một vùng não đóng vai trò chính trong việc học tập và hình thành trí nhớ.

Những cặp khớp thần kinh này là "hàng xóm" của nhau và chúng kích hoạt để đáp lại cùng loại và lượng tín hiệu não.

Nhóm nghiên cứu xác định rằng với cùng một đầu vào, các cặp này được tăng cường hoặc suy yếu ở mức như nhau - cho thấy bộ não có độ chính xác cao khi điều chỉnh cường độ của khớp thần kinh nhất định.

Phân tích cho thấy các khớp thần kinh ở vùng hải mã có thể lưu trữ từ 4,1-4,6 bit thông tin. Kết luận này tương tự kết quả một nghiên cứu mà Viện Salk thực hiện trên não chuột vào năm 2016, theo đó, ước tính dung lượng bộ nhớ của não lên đến ít nhất một petabyte, xấp xỉ với lượng thông tin lưu trữ trên mạng toàn cầu (World Wide Web) - 1 petabyte bằng 1.000 terabytes.

Tuy nhiên vào thời điểm đó, các nhà khoa học xử lý dữ liệu bằng một phương pháp kém chính xác hơn.

So với các kỹ thuật cũ, phương pháp mới sử dụng lý thuyết thông tin này kỹ lưỡng hơn, chiếm lượng lưu trữ thông tin trong não nhiều gấp 10 lần so với giả định trước đây và có thể mở rộng, nghĩa là nó có thể được áp dụng cho các bộ dữ liệu lớn và đa dạng để thu thập thông tin về các khớp thần kinh khác.

Trong những năm tới, các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới có thể sử dụng kỹ thuật này để thực hiện những khám phá thú vị về khả năng học các kỹ năng mới của bộ não con người, ghi nhớ các hành động hàng ngày và lưu trữ thông tin ngắn hạn cũng như dài hạn./.

(Vietnam+)