*https://www.youtube.com/watch?v=DF3ZxH3ivW4
**https://300.ya.ru/summary
пересказ видео
Благодарность и поддержка
- Автор благодарит подписчиков за поддержку
- Призывает новых подписчиков поддержать проект
Введение в канал
- Автор представляет себя и канал Hartils
- Канал посвящён историческим фильмам и обзорам компьютерных устройств
Тема выпуска
- Обсуждение информационной ёмкости мозга
- Вопрос о том, сколько информации можно сохранить в мозге в компьютерных единицах
Структура и функции мозга
- Мозг занимает 2% массы тела, но потребляет 20% кислорода
- Мозг потребляет 20 Вт энергии, из которых 25% идёт на поддержание работы, а 75% на вычисления
Мировые чемпионаты по запоминанию
- Упоминаются чемпионаты по запоминанию, где участники запоминают слова за короткое время
- Пример: Протик Ядав запомнил 335 слов за 15 минут в 2019 году
Нейроны и их функции
- Нейроны сравниваются с транзисторами в компьютерах
- Нейрон состоит из тела, дендридов и аксона
- Дендриды принимают сигналы, аксон передаёт сигналы
Синапсы и передача информации
- Синапсы хранят и передают сигналы между нейронами
- Информация передаётся через нейромедиаторы и электрические сигналы
Информационная ёмкость мозга
- Мозг хранит информацию в сложных сетях из нейронов
- В мозге около 86 млрд нейронов и более 100 триллионов связей
- Исследования показали, что мозг может хранить 2.500 ТБ данных
Гибридная работа мозга
- Мозг работает как гибридная машина, сочетающая цифровые и аналоговые процессы
- Цифровые процессы происходят в теле нейрона, аналоговые — в синапсах
Кодирование информации в мозге
- Мозг кодирует информацию иначе, чем компьютеры.
- Максимальная информационная ёмкость мозга можно оценить по аналогии с компьютерными системами.
Сравнение мозга и компьютеров
- Мозг потребляет всего 20 Вт, в то время как суперкомпьютеры потребляют в тысячи раз больше.
- Мозг превосходит суперкомпьютеры по производительности в многих задачах.
Принципы работы мозга
- В мозге нет разделения на процессор и память.
- Информация хранится и обрабатывается в одном месте.
- Мозг функционирует на основе сложных ассоциаций.
Работа памяти
- Память основана на ассоциациях и легко разрушается.
- Информация легко вспоминается при наводящих контекстах.
- Картинки хранятся в виде ощущений, а не в строгом формате данных.
Высокая ёмкость хранения
- Мозг отсеивает лишнее, что позволяет достичь высокой ёмкости хранения.
Заключение
- Автор приглашает зрителей оставлять комментарии с предложениями для будущих видео.
- Призывает подписаться на канал и делиться роликом с друзьями.
Transcript
0:00
Не у всех, наверное, у кого-то всего
0:02
лишь объём мозга с дискету. Хочу
0:05
поблагодарить всех тех, кто уже
0:07
поддерживает меня на бусте уже
0:09
длительное время. Если у вас также есть
0:11
желание поддержать проект, чтобы
0:13
выходило на канале больше интереснейших
0:15
выпусков, вы можете сделать это по
0:17
ссылке в описании.
0:20
Здравствуйте, дорогие друзья. Меня зовут
0:22
Артём, и вы находитесь на канале
0:24
Hartils.
0:26
Если вы у меня впервые на канале, то
0:28
очень коротко расскажу о том, чем же я
0:30
занимаюсь. Занимаюсь я созданием
0:32
различных интересных и познавательных
0:35
исторических фильмов, которые посвящены
0:37
развитию тех или иных технологий тех или
0:40
иных изобретений, которые нас окружают.
0:42
Ну и также я здесь занимаюсь по мере
0:45
возможностей обзорами всевозможных
0:47
компьютерных и околокомпьютерных штук.
0:50
Так вот, сегодня мы с вами поговорим о
0:53
информационной ёмкости нашей с вами
0:56
головы, нашего с вами мозга. Сколько же
1:00
в компьютерном, так сказать, формате,
1:02
если мы обратимся к обычным битам,
1:05
сколько можно сохранить мегабайт,
1:08
гигабайт, терабайт в нашей голове? Итак,
1:11
поехали. Мозг занимает у нас всего лишь
1:14
около 2% массы от всего тела. Тем не
1:18
менее, он потребляет около 20% всего
1:23
кислорода. Несмотря на то, что он много
1:25
кислорода потребляет, обрабатывает он
1:28
колоссальные объёмы информации. Впрочем,
1:30
и не менее колоссальные объёмы он
1:33
сохраняет.
1:34
Сколько же, если мы возьмём там
1:37
процессор какой-нибудь, сколько выделяет
1:39
мозг, э, тепла? Сколько он потребляет
1:42
вообще энергии? Всего лишь, внимание, 20
1:44
Вт. Всего лишь 20 Вт. И при этом, а мозг
1:48
показывает поразительную вычислительную
1:50
эффективность.
1:52
Примерно 25%
1:54
из этой энергии расходуется на
1:56
поддержание работы э самого мозга и 75%
2:01
расходуется на непосредственно
2:03
вычисление.
2:05
Вот так всё это у нас и работает.
2:08
И, кстати, проводятся ещё а всевозможные
2:12
мировые чемпионаты по запоминанию. Есть
2:14
и такое. Там есть несколько федераций.
2:18
И вот, например, вам наглядный такой
2:21
практический результат.
2:23
Пятнадцатиминутные случайные показы
2:26
слов. То есть это такая дисциплина, 15
2:29
минут, некие карточки, на которых
2:32
перечисляются слова. И вот нужно за 15
2:34
минут как можно больше запомнить
2:36
последовательности слов и их потом
2:39
воспроизвести. Разумеется, заранее
2:42
человек этий последовательности не
2:43
видел.
2:44
Так вот, в 2019 году на чемпионате мира
2:47
по запоминанию
2:50
протик Ядав, надеюсь, правильно
2:52
произношу имя, запомнил. Внимание, 335
2:55
слов за 15 минут. То есть вот такую вот
2:58
сумасшедшую последовательность. Вот так
3:01
очень эффективно работает наш с вами
3:03
мозг.
3:04
А в основе мозга лежит, конечно же,
3:07
нейрон. Нейроны — это функциональные
3:10
клетки, которые можно сравнить, грубо
3:13
говоря, с транзисторами в наших с вами
3:16
там компьютерах, в телефонах, в общем, в
3:18
кремневых микрочипах.
3:20
А нейрон
3:22
а состоит из тела нейрона, в котором,
3:27
соответственно, происходят все
3:28
функциональные процессы, в том числе
3:31
процессы по поддержанию
3:32
жизнедеятельности.
3:33
По большому счёту, мозг у нас питается
3:36
глюкозой, то есть сахаром.
3:38
И окислителем выступает кислород,
3:40
которым мы с вами дышим. Вот так всё это
3:42
и работает. Компьютер питается
3:45
электричеством, мы, грубо говоря,
3:48
сахаром. При этом выделяется такой
3:50
универсальный энергетический элемент,
3:52
как АТФ. Он всё это дело и питается.
3:56
Так вот, к нейрону подходит несколько
3:59
отростков: вход и выход. В принципе,
4:02
аналогичные логические элементы мы можем
4:05
заметить и в обычных наших с вами
4:07
центральных процессорах. Через эти
4:10
отростки нейрон либо получает
4:12
информацию, либо же отправляет её. Итак,
4:14
первые отростки — это дендриды. Они
4:16
выступают входными проводниками для
4:19
приёма сигнала от других нейронов или же
4:21
клеток органов организма. И к нейрону
4:24
подключается такая целая сеть дендритов,
4:27
то есть их довольно много. Второй тип
4:29
проводника — это, соответственно, выход.
4:31
Выходной проводник называется аксоном.
4:36
Он нужен для передачи сигнала далее,
4:38
например, к другому нейрону, либо же
4:39
опять же какому-либо органу. Этот
4:42
проводник выступает передатчиком. И
4:45
самое интересное то, что аксон всего
4:47
лишь один, в отличие от дендритов, то
4:51
есть всего лишь один выход. Впрочем,
4:53
этот выход Аксон на конце может
4:55
разделяться на несколько дополнительных
4:57
ветвей, но всё равно физически он
4:59
состоит только из одного проводника. В
5:01
общем, нейрон представляет из себя
5:03
вычислительную единицу со множеством
5:04
входов и с одним выходом. При этом
5:09
нейроны при соединении друг с другом в
5:12
местах контактов образуют такую
5:15
интересную структуру. Что-то вроде
5:18
контакта электрического в наших
5:21
электрических цепях. Там клемма у нас
5:23
есть места, куда клемма прицепляется к
5:26
проводу. В биологическом таком формате
5:30
таким местом служит, местом соединения
5:33
служит синапс. Синапсы а хранят и
5:38
передают этот сигнал. Сигнал, который
5:41
генерируется уже самими нейронами.
5:44
Нейроны генерируют электрические
5:46
импульсы. В синоптической щели
5:48
информация передаётся посредством так
5:50
называемых нейромедиаторов. Это
5:52
специальные химические соединения. И
5:54
также информация передаётся при помощи
5:57
обычного электрического сигнала. То есть
5:59
такая гибридная структура. В итоге мозг
6:02
хранит всю информацию благодаря
6:04
сложнейшим сетям из множества нейронов.
6:07
В голове у нас примерно 86 млрд
6:10
нейронов, которые соединены между собой
6:12
в сеть, состоящую из более чем 100
6:16
триллион связей. Вот такая вот
6:18
сложнейшая структура. Когда мы активно
6:21
чему-то учимся новому, то между
6:23
различными группами нейронов создаются и
6:26
укрепляются связи, синоптические связи.
6:29
Когда же мы, наоборот, что-то не
6:31
используем, то связи эти ослабляются и
6:34
даже могут вовсе разрушаться благодаря
6:36
выделению специальных белков. Ну а есть
6:38
та информация, которая, в принципе, не
6:41
удаляется никогда. Вот, например, если
6:44
вы научились кататься на велосипеде, то
6:47
этот навык уже остаётся с вами навсегда,
6:49
даже если вы долгое время им не
6:52
пользовались. То есть есть э вещи,
6:55
которые довольно быстро разрушаются, а
6:58
есть, которые остаются на длительное
7:01
длительное время, фактически навсегда.
7:03
Таким образом, мозг хранит информацию не
7:05
где-то строго в конкретном месте, как,
7:07
например, данные а в ячейках там
7:10
оперативной памяти нашего компьютера.
7:12
Мозг устроен намного сложнее. Он хранит
7:14
информацию в сложных сетях, нейронных
7:16
сетях. И при этом за различные,
7:19
например, воспоминания могут отвечать
7:22
одни и те же группы нейронов. То есть
7:25
они как бы пересекаются между собой. За
7:27
счёт этого и можно достигать
7:30
поразительной энергоэффективности и
7:32
информационной ёмкости. Так сколько же
7:36
наша с вами голова может хранить
7:38
информации, если мы обратимся к аналогии
7:41
с компьютером? Конечно, мозг работает не
7:44
так, как компьютер, но тем не менее. В
7:46
общем, по самым новым а исследованиям
7:49
выяснили, сколько же помещается
7:52
информации.
7:54
Взяли, а, 3D-моделирование,
7:57
3D-модели мозга, гипоталамуса, крысы.
8:01
Впоследствии эта же информация
8:03
подтвердилась и для нашей с вами головы
8:06
и определили
8:09
размеры синоптических связей, то есть
8:12
какие есть вариации, какие есть
8:13
градации, и выяснили то, что существует
8:17
26
8:18
примерно различных уровней синоптической
8:21
связи. То есть 26
8:23
вариаций физических объёмов синапсов,
8:26
каждый из которых кодирует уникальное
8:27
состояние. То есть по аналогии с битами
8:30
в наших компьютерах. Если обратиться к
8:33
фундаментальной работе «Мтическая теория
8:35
о связи», математика Клода Шенона,
8:37
который, кстати, заложил основы самому
8:39
определению информации и её точного
8:41
подсчёта, то можно рассчитать
8:43
информационную ёмкость. И вот такая вот
8:46
формула: логарифм по основанию 2 26 у
8:49
нас есть различных вариаций кодирования
8:52
информации. Получается, что мы имеем 4,7
8:56
бита, округляем это до пятёрки. И в
8:59
совокупности, если мы посчитаем
9:01
количество, вернее, умножим это всё дело
9:03
на кост количество а синаптических
9:06
связей, мозг может хранить 2.500
9:10
ТБ данных. Вот такая вот поразительная
9:12
ёмкость. Ещё раз, 2.500 ТБ. И я думаю,
9:17
что, а, в будущих исследованиях эта
9:20
информационная ёмкость будет только
9:21
расти. В общем, если мы возьмём вот
9:24
такой вот типичный жёсткий диск, это, в
9:25
частности, Western Digital Blue, то вот
9:28
2.500 таких дисков каждый по терабайту
9:32
помещается у нас вот здесь.
9:35
Правда, не у всех, наверное, у кого-то
9:38
всего лишь объём мозга с дискету.
9:42
Кстати, пишите в комментариях, сколько
9:43
бы дискет поместилось у нас в голове.
9:46
Вот таких вот стандартных 1,4 Мб.
9:52
Вот такая вот поразительная
9:53
эффективность. Конечно же, мозг не
9:55
работает как компьютер. У нас в голове
9:57
происходят гибридные процессы. Есть
10:00
элементы, которые действительно работают
10:02
как м чипы. То есть когда у нас сигнал
10:05
либо есть, либо нет, те самые
10:06
нулиединицы. По большей части само тело
10:09
нейрона так и работает. А вот в
10:11
синоптических, непосредственно в
10:14
синапсе, в синоптических связях
10:16
происходят некоторые другие процессы.
10:19
Там они аналоговые, то есть уровень
10:21
сигнала будет плано меняться. Как,
10:23
например, в случае, если мы прослушиваем
10:25
музыку из обычных колонок. Там сигнал у
10:27
нас аналоговый, он плавно меняется.
10:31
Соответственно, мозг работает по такой
10:33
структуре, некая гибридная машина, цифра
10:37
аналоговая. Как точно там всё ещё
10:39
происходит, мы до конца не знаем. Как
10:42
кодируется информация, тоже. Но тем не
10:45
менее можем прикинуть вот эту
10:47
максимальную информационную ёмкость по
10:49
аналогии с компьютерными системами. Ну,
10:52
как я уже и отметил, это всего лишь
10:54
аналогии, поскольку работает здесь всё
10:57
намного сложнее, чем обычный компьютер и
11:01
даже самый современный микрочип. Да,
11:04
даже не просто микрочип, а даже целые
11:07
сети из мощнейших серверов из
11:10
суперкомпьютеров.
11:11
Мозг потребляет всего лишь около 20 Вт.
11:14
Суперкомпьютеры потребляют в тысячи раз
11:16
больше и при этом не приближаются
11:20
во многих задачах производительности
11:23
нашего с вами мозга. Несмотря на
11:26
создание всевозможных сейчас
11:28
искусственных интеллектов, нейронных
11:29
сетей, тем не менее там принципы работы
11:33
на компьютере немножко иные.
11:36
Производительность совсем иная и
11:37
огромнейшее энергопотребление.
11:42
И самое интересное то, что у нас нет
11:44
разделения на процессор, на память. Всё
11:48
очень интересно, как это функционирует
11:50
до конца мы не понимаем, как
11:54
информация хранится и обрабатывается в
11:56
одном месте. Нет центрального
11:57
процессора, нет какого-то внешнего
12:00
хранилища, всё происходит в одном месте.
12:03
Вот такие вот интересные факты мы с вами
12:05
сегодня узнали про наш мозг. Также наша
12:09
память очень интересно работает. Она
12:11
основана на сложных ассоциациях.
12:14
Информация довольно легко разрушается,
12:16
однако тут же легко и вспоминается при
12:19
наводящих контекстах или посещении уже
12:22
знакомых мест. Даже картинка, которую мы
12:24
видим глазами, не хранится в виде
12:26
строгого формата данных, как на
12:28
компьютере. Наше сознание не может
12:30
получить доступ к видеофайлу и в
12:33
точности проиграть его, как в
12:34
видеоплеере. Тем не менее, мы помним
12:37
многие детали в виде ощущений, а лишнее
12:39
просто отсеивается. За счёт этого и
12:41
достигается высокая ёмкость хранения.
12:44
Пишите в комментариях, про что ещё
12:46
интересное записать видео. Может быть,
12:48
какие-то вот такие интересные около
12:50
научные околокомпьютерные темы.
12:53
Подписывайтесь на канал, если вы у меня
12:55
впервые. Прожимайте большие пальцы
12:56
вверх, обязательно делитесь этим роликом
12:59
с друзьями в социальных сетях. И
13:00
увидимся с вами в новых публикациях.
13:03
Пока-пока.
13:05
M.