Сколько энергии нужно мозгу?
Сколько информации может поместиться в мозгу человека?
Мы платим до 300 руб за каждую тысячу уникальных поисковых переходов на Ваш вопрос или ответ Подробнее
| ЛУЧШИЙ ОТВЕТ ИЗ 2 |
Мозг человека даже всостоянии относительного покоя иснапотребляет необычайно много энергии— в16разбольше, чеммышечная ткань (впересчете наединицу массы).
Мозг, имея массу неболее 1,5-2% отмассы тела, потребляет 25% всей энергии. Приэтом одной изсамых энергозатратных операций является концентрация внимания. Человек невсостоянии удержать внимание нанеизменно высоком уровне более 20-25минут, потому чтозаэтовремя мозг «съест» столько глюкозы, сколько несъел быизадень относительного покоя. Такчтозадания навнимание иреакцию, даещеивситуации цейтнота, способны выжать всюэнергию,— рассказал РБКdaily кандидат биологических наук сотрудник Института нейрохирургии РАМН Игорь Лалаянц.
Снижается жепотребность вэнергии лишь вовремя сна, т.к. возрастает синхронизация левого иправого полушарий имозгу неприходится тратить энергию на«согласование» ихработы. Также нейроны снижают энергопотребление свозрастом, из-зачего замедляется синтез белковых молекул и, какследствие, ухудшается способность кзапоминанию. Увзрослого человека доля мозгового метаболизма отобщих энергетических потребностей организма составляет 9% вовремя снаи20-25% вовремя напряженного интеллектуального труда, чтозначительно больше, чемудругих приматов (8-10%), неговоря ужеопрочих млекопитающих (3-5%).
Так, только наподдержание необходимых жизненных функций, передачу нервных сигналов ивоспроизведение элементарных операций мозг человека всреднем нуждается примерно в400-500ккал.
Посамым скромным оценкам, энергетические затраты мозга вактивном состоянии возрастают более чемвдвараза. «Больше всего энергии потребляет тотучасток мозга, который сильнее всего напрягается. Поэтому прирешении многосоставных тестов иголоволомок, гдепоочередно задействованы всетипы мышления, потребление энергии резко возрастает.
Больше калорий придется потратить инанепривычные задания. Так, если заставить гуманитария решать задачку погеометрии, энергозатраты егомозга сильно возрастут. Однако довести себя умственными упражнениями достепени физического истощения может далеко некаждый. Какправило, такой реакцией наумственную работу обладают ученые, математики, шахматисты,— пояснил кандидат биологических наук старший научный сотрудник Института биологии развития РАНАлександр Ревищин.
Кроме того, интеллектуальная работа непременно сопровождается активизацией нервной системы иподвлиянием эмоциональных переживаний энергетические затраты увеличиваются на10-20%. Анепривычно большие интеллектуальные нагрузки вкупе сострессом, сопровождающим любой экзамен илитестирование, поданным РАМН, повышают энергозатраты организма навсе30-40%.
Так, ученые изНИИнормальной физиологии имени П. К. Анохина РАМН рассчитали энергозатраты 75студентов занесколько дней доэкзамена инепосредственно вовремя тестирования. Оказалось, чтопотребность вкалориях повышалась помере приближения экзаменов, иесли затрое суток додня„Х“ студент тратил сверх основного обмена примерно 750ккал, товдень экзамена— 1000-1100 ккал.
Команда американских ученых во главе с профессором Терри Сейновски из калифорнийского Института Солка в сфере биологических исследований измерили общий объем информации, который может поместиться в синапсах — местах контакта между нейронами в мозгу, которые среди прочего отвечают за хранение воспоминаний. Так, они выяснили, что в среднем один синапс может удерживать примерно 4,7 бита информации. Помножив вместительность одного синапса на их количество, ученые и получили цифру в 1 петабайт или 13,3 года непрерывных записей в формате HD-TV, 4,7 миллиарда книг или 670 миллионов интернет-страниц.
Для сравнения: суперкомпьютер «Дип Блю», который в 1997 году одержал победу в матче против чемпиона мира Гарри Каспарова, весил 1500 килограмм и потреблял 2 МВт электроэнергии. С тех пор электроника шагнула далеко вперед, но приблизится к параметрам человеческой «машины», созданной природой, инженерам так и не удалось.
Например в 2013 году ученые из японского института RIKEN провели симуляцию работы нейронов одного процента коры головного мозга. Для этого понадобилось 250 суперкомпьютеров. На борту каждого из них находилось 80 тысяч процессоров. Но обработка информации происходила в 1000 (!) раз медленнее, чем в коре мозга...
Так вот американские исследователи из Института Солко измерили емкость синапсов - соединений головного мозга, которые отвечают за хранение воспоминаний. Выяснилось, что один синапс проводит 4,7 бита информации. Значит в среднем человеческий мозг имеет емкость 1,000,000,000,000,000 байт или один петабайт.
- Наши исследования перевернули представления о способностях человека, - подчеркивает профессор Сейновски. - Емкость мозга оказалась в 10 раз выше, нежели думали раньше. Чтобы представить этот объем информации скажу, что в один пентабайт оценивается объем текстовых документов, который содержится в Интернете.
Петабайт это единица измерения количества информации. Она равна 1024 терабайтам или примерно миллиону гигабайтов. Попробуем представить эту величину наглядно.
- Поисковая система Google обрабатывает каждый день около 24 петабайт данных.
- При создании спецэффектов к фильму «Аватар» (2009, США) компания Weta Digital задействовала более петабайта дискового пространства.
- Объем данных, которые за год получают ученые в ходе экспериментов на Большом адронном коллайдере, составляет 4 петабайта.
- Для работы серверов онлайн игры World of Warcraft необходимо 1,3 петабайт дискового пространства. При этом 4600 человек обслуживающий персонала.
- Все письменные работы, которые человечество написало за свою историю на всех языках составляют по оценкам ученых 50 петабайт.
Какую пользу могут представлять эти исследования? Ученые полагают, что разгадка принципа работы нейронов головного мозга поможет при создании сверхпроизводительных и энергосберегающих компьютеров.
Кстати, именно по пути «очеловечивания» идут и разработчики искусственного интеллекта. По словам Максима Таланова, руководителя Лаборатории Машинного Понимания Казанского университета, единственный перспективный путь это наделение машины человеческими эмоциями.
https://www.crimea.kp.ru/daily/26484/3354837/
https://weekend.rambler.ru/read/38910641-skolko-ka...
Мозг, имея массу неболее 1,5-2% отмассы тела, потребляет 25% всей энергии. Приэтом одной изсамых энергозатратных операций является концентрация внимания. Человек невсостоянии удержать внимание нанеизменно высоком уровне более 20-25минут, потому чтозаэтовремя мозг «съест» столько глюкозы, сколько несъел быизадень относительного покоя. Такчтозадания навнимание иреакцию, даещеивситуации цейтнота, способны выжать всюэнергию,— рассказал РБКdaily кандидат биологических наук сотрудник Института нейрохирургии РАМН Игорь Лалаянц.
Снижается жепотребность вэнергии лишь вовремя сна, т.к. возрастает синхронизация левого иправого полушарий имозгу неприходится тратить энергию на«согласование» ихработы. Также нейроны снижают энергопотребление свозрастом, из-зачего замедляется синтез белковых молекул и, какследствие, ухудшается способность кзапоминанию. Увзрослого человека доля мозгового метаболизма отобщих энергетических потребностей организма составляет 9% вовремя снаи20-25% вовремя напряженного интеллектуального труда, чтозначительно больше, чемудругих приматов (8-10%), неговоря ужеопрочих млекопитающих (3-5%).
Так, только наподдержание необходимых жизненных функций, передачу нервных сигналов ивоспроизведение элементарных операций мозг человека всреднем нуждается примерно в400-500ккал.
Посамым скромным оценкам, энергетические затраты мозга вактивном состоянии возрастают более чемвдвараза. «Больше всего энергии потребляет тотучасток мозга, который сильнее всего напрягается. Поэтому прирешении многосоставных тестов иголоволомок, гдепоочередно задействованы всетипы мышления, потребление энергии резко возрастает.
Больше калорий придется потратить инанепривычные задания. Так, если заставить гуманитария решать задачку погеометрии, энергозатраты егомозга сильно возрастут. Однако довести себя умственными упражнениями достепени физического истощения может далеко некаждый. Какправило, такой реакцией наумственную работу обладают ученые, математики, шахматисты,— пояснил кандидат биологических наук старший научный сотрудник Института биологии развития РАНАлександр Ревищин.
Кроме того, интеллектуальная работа непременно сопровождается активизацией нервной системы иподвлиянием эмоциональных переживаний энергетические затраты увеличиваются на10-20%. Анепривычно большие интеллектуальные нагрузки вкупе сострессом, сопровождающим любой экзамен илитестирование, поданным РАМН, повышают энергозатраты организма навсе30-40%.
Так, ученые изНИИнормальной физиологии имени П. К. Анохина РАМН рассчитали энергозатраты 75студентов занесколько дней доэкзамена инепосредственно вовремя тестирования. Оказалось, чтопотребность вкалориях повышалась помере приближения экзаменов, иесли затрое суток додня„Х“ студент тратил сверх основного обмена примерно 750ккал, товдень экзамена— 1000-1100 ккал.
Команда американских ученых во главе с профессором Терри Сейновски из калифорнийского Института Солка в сфере биологических исследований измерили общий объем информации, который может поместиться в синапсах — местах контакта между нейронами в мозгу, которые среди прочего отвечают за хранение воспоминаний. Так, они выяснили, что в среднем один синапс может удерживать примерно 4,7 бита информации. Помножив вместительность одного синапса на их количество, ученые и получили цифру в 1 петабайт или 13,3 года непрерывных записей в формате HD-TV, 4,7 миллиарда книг или 670 миллионов интернет-страниц.
Для сравнения: суперкомпьютер «Дип Блю», который в 1997 году одержал победу в матче против чемпиона мира Гарри Каспарова, весил 1500 килограмм и потреблял 2 МВт электроэнергии. С тех пор электроника шагнула далеко вперед, но приблизится к параметрам человеческой «машины», созданной природой, инженерам так и не удалось.
Например в 2013 году ученые из японского института RIKEN провели симуляцию работы нейронов одного процента коры головного мозга. Для этого понадобилось 250 суперкомпьютеров. На борту каждого из них находилось 80 тысяч процессоров. Но обработка информации происходила в 1000 (!) раз медленнее, чем в коре мозга...
Так вот американские исследователи из Института Солко измерили емкость синапсов - соединений головного мозга, которые отвечают за хранение воспоминаний. Выяснилось, что один синапс проводит 4,7 бита информации. Значит в среднем человеческий мозг имеет емкость 1,000,000,000,000,000 байт или один петабайт.
- Наши исследования перевернули представления о способностях человека, - подчеркивает профессор Сейновски. - Емкость мозга оказалась в 10 раз выше, нежели думали раньше. Чтобы представить этот объем информации скажу, что в один пентабайт оценивается объем текстовых документов, который содержится в Интернете.
Петабайт это единица измерения количества информации. Она равна 1024 терабайтам или примерно миллиону гигабайтов. Попробуем представить эту величину наглядно.
- Поисковая система Google обрабатывает каждый день около 24 петабайт данных.
- При создании спецэффектов к фильму «Аватар» (2009, США) компания Weta Digital задействовала более петабайта дискового пространства.
- Объем данных, которые за год получают ученые в ходе экспериментов на Большом адронном коллайдере, составляет 4 петабайта.
- Для работы серверов онлайн игры World of Warcraft необходимо 1,3 петабайт дискового пространства. При этом 4600 человек обслуживающий персонала.
- Все письменные работы, которые человечество написало за свою историю на всех языках составляют по оценкам ученых 50 петабайт.
Какую пользу могут представлять эти исследования? Ученые полагают, что разгадка принципа работы нейронов головного мозга поможет при создании сверхпроизводительных и энергосберегающих компьютеров.
Кстати, именно по пути «очеловечивания» идут и разработчики искусственного интеллекта. По словам Максима Таланова, руководителя Лаборатории Машинного Понимания Казанского университета, единственный перспективный путь это наделение машины человеческими эмоциями.
https://www.crimea.kp.ru/daily/26484/3354837/
https://weekend.rambler.ru/read/38910641-skolko-ka...
| ЕЩЕ ОТВЕТЫ |
| ПОХОЖИЕ ВОПРОСЫ |