Uma equipe de cientistas da Universidade da Califórnia, San Diego, em parceria com o Instituto Salk, desenvolveu uma técnica extremamente precisa para medir a força das sinapses no cérebro de ratos. As sinapses são os pontos de conexão onde as células nervosas se comunicam entre si e armazenam informações, desempenhando um papel vital nos processos de aprendizado e memória.
Ao investigar como essas redes neuronais se tornam mais fortes ou mais fracas, os pesquisadores buscam determinar com exatidão a capacidade de armazenamento de informações nessas estruturas. No cérebro humano, há mais de 100 trilhões de sinapses, que são responsáveis por transmitir informações através de mensageiros químicos.
Conforme aprendemos algo novo, certas sinapses se fortalecem, o que nos permite armazenar novos conhecimentos, uma característica conhecida como plasticidade sináptica, que é fundamental para a nossa capacidade de adaptação e aprendizagem.
No passado, acreditava-se que as sinapses no cérebro humano possuíam tamanhos e forças bastante limitadas. Contudo, estudos recentes apontam uma realidade diferente. Essas pesquisas revelaram que as sinapses, antes vistas como estruturas com poucas variações possíveis, são, na verdade, muito mais complexas do que se imaginava.
Essa descoberta sugere que a capacidade do cérebro humano de armazenar informações pode ser quase dez vezes superior às estimativas anteriores, abrindo novas perspectivas sobre o potencial de memória e processamento do cérebro. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Neural Computation.
O cérebro humano pode armazenar um petabyte de dados
É possível comparar o armazenamento de memória do cérebro humano ao dos computadores, medindo-o em “bits”. A quantidade de bits que o cérebro pode armazenar está ligada ao número e à intensidade de suas sinapses.
Contudo, é essencial lembrar que o cérebro funciona de maneira analógica. Isso significa que ele processa informações continuamente e de forma simultânea, diferente de um computador, que trabalha em intervalos discretos.
Por isso, o conceito de “bit” não representa exatamente como o cérebro guarda dados, mas serve como uma forma simplificada de estimar esse processo.
Desse modo, quando os neurônios se comunicam, fazem isso com diferentes níveis de intensidade. Alguns enviam sinais de forma mais sutil, como se estivessem sussurrando, enquanto outros emitem sinais mais fortes, quase como gritos. A força dessa comunicação, ou a intensidade sináptica, está sempre mudando, tanto no curto quanto no longo prazo.
Com o passar dos anos, e com o surgimento de doenças neurológicas como o Alzheimer, as sinapses podem perder força, levando à redução das capacidades cognitivas. Isso torna os estudos sobre o cérebro ainda mais valiosos, pois eles podem levar à criação de tratamentos inovadores para prevenir ou curar doenças neurodegenerativas, que impactam milhões de pessoas no mundo.
Teoria da Informação
Os pesquisadores estudaram pares de sinapses localizadas no hipocampo de ratos, uma área do cérebro que está fortemente ligada ao aprendizado e à memória. Utilizando uma abordagem baseada na teoria da informação, eles conseguem quantificar a quantidade de dados que essas sinapses podem armazenar e transmitir.
Eles observaram que esses pares de sinapses responderiam de maneira semelhante aos mesmos sinais diretos, ajustando sua força de comunicação. Uma análise revelou que essas sinapses eram capazes de armazenar entre 4,1 e 4,6 bits de informação, um número muito superior ao estimado anteriormente, quando se acreditava que cada sinapse poderia armazenar apenas um bit.
Isso sugere que o cérebro humano pode conter até dez vezes mais informações do que foi planejado, alcançando aproximadamente um petabyte de capacidade — o equivalente a cerca de 500 bilhões de DVDs ou a todos os filmes em alta definição já produzidos.
Embora o estudo tenha focado em uma região específica do cérebro de ratos, pesquisas futuras podem investigar como a capacidade de armazenamento varia entre diferentes áreas do cérebro e entre espécies.
Além disso, essa nova técnica pode ser usada para comparar cérebros saudáveis com aqueles afetados por doenças, oferecendo novas perspectivas sobre condições que prejudicam as funções cognitivas.
