De acordo com um estudo publicado no fim do ano passado no site eLife, nosso cérebro teria uma capacidade de estocagem de um petaocteto, ou seja, 10 vezes maior do que se pensava até agora. Concretamente, isso significa que nosso cérebro tem uma capacidade mil vezes superior à de um processador, além de consumir menos energia.
Parece difícil medir a quantidade de informação que nosso cérebro pode estocar. No entanto, a equipe do Instituto Salk, em San Diego, nos EUA, conseguiu essa façanha. Graças à análise de tecidos cerebrais de ratos, os cientistas reproduziram em 3D uma parte ínfima do hipocampo, a área do cérebro responsável pela memória. Nossas lembranças e pensamentos são o resultado de representações da atividade eléctrica e química de nosso cérebro. O elemento-chave desta atividade acontece quando o axônio (a ‘cabeça’ do neurônio) envia a informação ao dendrito (a ‘cauda’) de outro neurônio. Essa informação é recebida pelas espinhas dendríticas. São essas espinhas que, através desses pontos de contato (sinapses), permitem, via neurotransmissores, a transmissão do impulso nervoso. Cada neurônio pode ter milhares de sinapses com milhares de outros neurônios. Além disso, essa força sináptica pode ser mais ou menos intensa.
Com base em seu micro volume em 3D, o pesquisador Terry Sejnowski e sua equipe puderam estudar as sinapses com muita precisão e observaram uma atividade incomum em 10% das conexões sinápticas. Um axônio pode se conectar duas vezes ou mais a um mesmo dendrito. Isso significa que um neurônio pode enviar várias mensagens a outro neurônio. Mas essa pesquisa ainda está longe do fim. Tom Bartol, um dos integrantes da equipe, teve a ideia de utilizar microscopia de ponta e algoritmos muito elaborados para otimizar a reconstituição das conectividades neuronais em nível nano-molecular, com o objetivo de verificar se existe uma diferença de tamanho entre as diferentes sinapses usadas por um mesmo neurônio.
De fato, a força sináptica pode ser avaliada por seu volume, que provém da quantidade de neurotransmissores e da superfície de contato. Este volume pode variar de um fator 60, segundo a quantidade de informações transmitidas. É o que os cientistas chamam de força sináptica, que pode ser mensurada em octetos (a mesma unidade que a da memória dos computadores). Normalmente as sinapses são divididas em três tamanhos, ou forças, pequena, média e grande. No entanto, os autores do estudo descobriram 26! Assim, a estocagem de informações pelo cérebro é bem mais eficiente do que se podia imaginar. Para efeitos de comparação, 26 tamanhos de sinapses correspondem a aproximadamente 4,7 bits de informações. Antes, estimava-se em entre 1 e 2 bits a quantidade de informações contida em uma sinapse. Desta forma, chega-se ao número de um petaocteto para o cérebro inteiro!
Os pesquisadores também puderam comprovar a variabilidade das forças sinápticas. A cada 2 a 20 minutos, o tamanho de nossas sinapses aumenta ou diminui segundo o sinal que elas recebem, podendo transportar mais informações e, consequentemente, aumentar nossa capacidade de memória. Cerca de 1.500 transmissões provocam uma redução do volume em 20 minutos, e algumas centenas de sinais levam a um crescimento do volume em dois minutos. Essa capacidade do cérebro, associada ao fato de que na idade adulta ele gera uma potência contínua de apenas 20 watts (o equivalente a uma lâmpada de baixo consumo), explica que ele pode estocar um volume muito grande de informações consumindo pouca energia.
Fonte : Thomas M Bartol Jr, Cailey Bromer, Justin Kinney, Michael A Chirillo, Jennifer NBourne, Kristen M Harris, Terrence J Sejnowski. Nanoconnectomic upper bound on the variability of synaptic plasticity. In eLife, nov. 2015.
Traduzido por Yann Walter