В приуроченный к 22 июля Международный день мозга старший научный сотрудник кафедры «Химия и биотехнология» Пермского Политеха, кандидат медицинских наук Валерий Литвинов рассказал о малоизвестных физиологических характеристиках главного органа центральной нервной системы.

По расчетам специалиста, потенциал человеческой памяти достигает 2,5 петабайта, что эквивалентно 2,5 млн гигабайт. Подобный объем сопоставим с суммарным дисковым пространством 20 тысяч современных смартфонов, оснащенных накопителями на 128 ГБ.

«Секрет не в количестве нейронов, а в их способности формировать невероятное число связей: каждая клетка создает более тысячи соединений, и именно их комбинации определяют емкость памяти», — пояснил Литвинов.

Общее количество нервных клеток у человека варьируется в широком диапазоне — от 19 до 100 миллиардов. Столь существенная погрешность в оценках связана со сложностью подсчета, поскольку основной массив нейронов формируется еще на стадии внутриутробного развития. При этом ежедневная гибель от 3,5 до 16 миллионов клеток считается абсолютно нормальным процессом: таким образом система ликвидирует невостребованные связи.

Особое внимание эксперт обратил на анатомический парадокс мозжечка. Занимая всего 10% внутричерепного объема и обладая массой в 154 грамма, эта структура концентрирует от 70 до 80 процентов всех нейронов. Именно здесь аккумулируются отработанные двигательные навыки, а каждая изолированная клетка отдела способна единовременно принимать до 200 тысяч входящих сигналов.

Скорость прохождения нервных импульсов напрямую зависит от плотности изоляции и толщины волокон. По словам исследователя, в самых крупных каналах сигнал разгоняется до 432 км/ч, что сопоставимо с динамикой реактивного истребителя при взлете. В то же время тонкие нейронные пути, отвечающие за восприятие температуры и боли, функционируют в разы медленнее — на скорости около 7 км/ч. Именно этим фактором обусловлена пауза в восприятии болевых ощущений.

Энергопотребление мозга составляет порядка 20 ватт — аналогичный показатель демонстрирует небольшая светодиодная лампа. Для сравнения, суперкомпьютеру при выполнении идентичного объема вычислительных операций требуется около 20 мегаватт энергии, что в миллион раз больше.

Кроме того, ученый указал на физическую взаимосвязь мозговой активности с мышцами живота. При напряжении пресса давление из брюшной полости передается в черепную коробку: это приводит к микроскопическому смещению органа и способствует выталкиванию из тканей продуктов распада. Хроническое ожирение способно нарушить этот естественный механизм, снижая качество очистки тканей, что в перспективе ведет к когнитивному спаду.