Наша память – это нейроны и их связи. Если бы нейроны работали как компьютеры, используя двоичный код, наша память хранила бы более 2,5 петабайт информации. Это 2500 терабайт или 2,5 миллиона гигабайт. Этого достаточно, чтобы хранить 3 миллиона часов телевизионного вещания в высоком разрешении. Чтобы посмотреть все эти передачи, вам потребуется 300 лет. Это огромная цифра, но в действительности она еще в несколько раз больше (см. «Память мозга неизмеримо велика» ниже).
Многие люди думают, что наша память работает так, будто мы записываем что-то на карточке, которую потом аккуратно складываем в шкаф и снова находим, когда она понадобится. И при этом мы ожидаем, что на этой карточке написано то же самое, что было записано на ней пять лет назад. К сожалению для школ, полиции и судов, наша память так не работает. Сравнение с магнитофонами и компьютерной памятью также не выдерживает критики. Уникальность человеческого мозга по сравнению с нашими технологиями заключается в том, что человеческая память очень динамична и работает непрерывно. А нейронные связи – не постоянны, они все время меняются. Любой сенсорный стимул заставляет группу нейронов реагировать. Чем чаще они действуют вместе, тем сильнее становятся их связи. Чем чаще нам представляется одна и та же информация, тем меньше вероятность того, что мы ее забудем, особенно если мы уделяем ей все свое внимание.
Память мозга неизмеримо велика
На самом деле емкость нашей памяти даже больше, чем то, что я описал выше, потому что наш мозг не работает как компьютер с двоичным кодом. Нейроны похожи на аналоговые компьютеры, с целым рядом возможных вариаций между состояниями «вкл» и «выкл», между 1 и 0, в зависимости от того, насколько заполнены везикулы, сколько их, какие нейротрансмиттеры уже присутствуют в промежутке, сколько рецепторов открыто в следующей клетке и т. д.
В нашем мозге обработка данных и память не разделены, как в компьютере, где память и процессор – отдельные элементы. Нейроны являются и процессором, и памятью одновременно. Это одна из причин, почему наш мозг намного эффективнее компьютеров. Компьютер, который мог бы имитировать работу одного человеческого мозга в очень упрощенном виде, нуждался бы в нескольких атомных электростанциях, чтобы обеспечить его электроэнергией.
Более того, наша память в действительности еще более внушительна. Каждая человеческая клетка в своем геноме содержит около 1,5 гигабайта информации, хранящейся в ДНК-хромосомах в ее ядре. Исследователи считают, что все тело следует рассматривать как одну большую память, поскольку все эти клетки постоянно влияют на функционирование ДНК друг друга, каждая из которых управляется своей ДНК-хромосомой. Это означает, что в нашем теле хранится около 150 зеттабайт информации (это 15021), и это еще без учета информации в микробиоме, который также управляет клетками мозга и тела. Для сравнения: вся информация, созданная компьютером в 2020 году, составила 35 зеттабайт (35 триллионов гигабайт).
Ладно, на первый взгляд это все теоретические рассуждения. Однако что точно не является теорией, так это то, что ученым все лучше удается создавать синтетическую ДНК для использования в качестве компьютерной памяти в будущем. Магнитные жесткие диски и флеш-накопители имеют плотность данных 0,13 × 1013 и 0,13 × 1016 байт на см3 (1 байт = 8 бит) соответственно. Для сравнения: плотность данных в ДНК достигает 0,13 × 1019 байт на см3. Это в тысячу раз больше, и эта информация не исчезнет через несколько десятилетий, как в случае с другими носителями. Данные ДНК можно найти и расшифровать в окаменелостях спустя миллионы лет.
Неудивительно, что исследователи мечтают использовать ДНК в качестве технологии постоянной памяти. Уже сейчас успешно проводятся эксперименты с синтетической ДНК. С помощью современных технологий на сегодня можно хранить 455 эксабайт (то есть 455 с 18 нулями) на 1 см3. Но пока это все еще требует огромных затрат энергии, денег и времени. Однако кто бы 40 лет назад мог подумать, что однажды мы сможем делать с помощью телефона то, что тогда делали с помощью компьютеров размером с целый шкаф?