人間の脳はインターネットよりもメモリが多い

Whoever said the human brain is the most highly organized collection of matter in the universe was more correct than they could have known. New research modeled tiny structures within nerve cells and discovered a clever tactic brains use to increase computing power while maximizing energy efficiency. Its design could form the basis of a whole new and improved class of computer.
　人間の脳は、宇宙で最も高度に組織化された物質の集合体であると言った人は、彼らの想像以上に正しかったのです。新しい研究では、神経細胞内の微小な構造をモデル化し、エネルギー効率を最大限に高めながら計算能力を向上させるために、脳が用いる巧妙な戦術を発見しました。そのデザインは、まったく新しいクラスのコンピューターの基礎となる可能性があります。

Neurobiologists from the Salk Institute of La Jolla, California, and the University of Texas, Austin, collaborated to build 3-D computer models that mimic tiny sections of rat hippocampus—a brain region in mammals where neurons constantly process and store memories. One of the models, published in the biological journal eLife, helped reveal that the sizes of synapses change within minutes.1
　カリフォルニア州ラホーヤのソーク研究所とテキサス大学オースティン校の神経生物学者は、ラット海馬の小さな部分を模した3Dコンピューターモデルを共同で作成しました。ここは、神経細胞が常に記憶の処理と保存を行う哺乳類の脳の領域です。
生物学誌「eLife」に掲載されたこのモデルのひとつは、シナプスの大きさが数分で変化することを明らかにすることに貢献しました。

Synapses occur at junctions between nerve cells, like two people holding hands. Each cell can have a thousand "hands" contacting as many neighbors to form a dizzying 3-D array with billions of connections and pathways. Each junction transfers information between cells by passing along tiny chemicals called neurotransmitters.
　シナプスは、2人の人間が手をつなぐように、神経細胞同士の接合部で発生します。それぞれの細胞は、何千もの「手」を持ち、何十億もの接続と経路を持つめまぐるしい3次元配列を形成しているのです。それぞれの接合部は、神経伝達物質と呼ばれる小さな化学物質を介して、細胞間の情報伝達を行います。

Groundbreaking imaging published in 2011 revealed many more of these nerve-to-nerve connections than ever imagined, prompting comparisons between the human brain and the number of switches in all the computers and internet connections on Earth.2 It turns out that the sizes of these connection points, called synapses, shifts with use or disuse—a process called synaptic plasticity. Synapses strengthen when learning occurs or weaken when unused.
　2011年に発表された画期的な画像解析により、神経と神経が想像以上にたくさんつながっていることが明らかになり、人間の脳と地球上のすべてのコンピューターやインターネット回線のスイッチの数を比較することができるようになりました。
　その結果、シナプスと呼ばれる接続点の大きさは、使用・不使用によって変化することがわかりました。これは、シナプスの可塑性と呼ばれるプロセスです。シナプスは、学習が行われると強化され、使用されないと弱くなります。

How do brains do it? They store and transmit information not with the simplistic 0s and 1s of computer code, but with degrees of synapse strength. In other words, they don't transfer information with a single input spike, but recognize 26 distinguishably different levels of synaptic strength. Authors of the new research looked for possible advantages to this complicated molecular variability. They wrote that synapses "might reflect a sampling strategy designed for energetic efficiency."1 Nerve cells use the size and stability of each synapse to process and record information such as memories.
　脳はどのようにそれを行っているのでしょうか？脳は、コンピューターコードのような単純な「0」と「1」ではなく、シナプスの強弱によって情報を保存し、伝達しているのです。つまり、1回の入力スパイクで情報を伝達するのではなく、26段階の区別されたシナプスの強さを認識しているのです。
　今回の研究者らは、この複雑な分子変動がもたらす利点の可能性を探りました。彼らは、シナプスは「エネルギー効率を高めるために設計されたサンプリング戦略を反映しているのかもしれない」と書いています。神経細胞は、それぞれのシナプスの大きさと安定性を利用して、記憶などの情報を処理し記録しています。

Separate research, published in Nature Communications, found that biochemical communication inside each synapse constantly monitors and adjusts synaptic plasticity.3 This "plasticity-enabling mechanism" includes positive feedback loops and a safety mechanism to prevent cell death, according to a research summary article published in Nature by Christine Gee and Thomas Oertner of the Center of Molecular Neurobiology Hamburg.4
　Nature Communicationsに掲載された別の研究では、各シナプス内部の生化学的コミュニケーションによって、シナプス可塑性が常に監視され、調整されていることが明らかになりました。ハンブルグ分子神経生物学センターのChristine GeeとThomas OertnerがNatureに発表した研究概要論文によると、この「可塑性を可能にするメカニズム」には、正のフィードバックループと細胞死を防ぐ安全機構が含まれているとのことです。

Terry Sejnowski, co-senior author of the eLife study, told the Salk Institute,
　eLife誌の研究の共同執筆者であるTerry Sejnowskiは、Salk Instituteに次のように語っています：

We discovered the key to unlocking the design principle for how hippocampal neurons function with low energy but high computation power. Our new measurements of the brain's memory capacity increase conservative estimates by a factor of 10 to at least a petabyte, in the same ballpark as the World Wide Web.5
　海馬の神経細胞が低エネルギーで高い計算能力を発揮する設計原理を解き明かすカギを発見しました。今回、脳の記憶容量を測定した結果、従来の推定値を10倍して少なくとも1ペタバイトになり、World Wide Webと同程度の容量になりました。

What's a petabyte? 8,000,000,000,000,000 bits of information. The mind-boggling levels of organization and necessary regulatory protocols in synapses refute all notions that brains evolved from single cells through merely natural processes. The strategies, algorithms, and design principles brains employ could only have come from an otherworldly Architect whose genius mankind can only dream of copying.6
　ペタバイトって？8,000,000,000,000ビットの情報量です。シナプスにおける驚異的なレベルの組織化と必要な制御プロトコルは、単一細胞から自然なプロセスで脳が進化したという考えを覆すものです。
　脳が採用する戦略、アルゴリズム、設計原理は、人類がその天才を真似ることを夢見るしかない、別世界のアーキテクト（設計者）から生まれたとしか思えません。

ICR
https://www.icr.org/article/your-brain-has-more-memory-than-internet