Le cerveau humain aurait une capacité de stockage encore plus importante qu'estimée

Une nouvelle étude menée par une équipe de la Salk Institute for Biological Studies, en Californie, suggère que les capacités de stockage du cerveau seraient dix fois plus grandes que ce que l’on pensait jusqu’alors.  De toute évidence, le cerveau dispose de capacités de stockage extraordinaires. Toutefois, malgré les prouesses incontestables dont il fait preuve, ses performances ont jusqu’à présent été largement sous-estimées. C’est du moins ce que suggère une nouvelle étude menée par une équipe de la Salk Institute for Biological Studies, en Californie. Pour en arriver à une telle conclusion, les neuroscientifiques ont réalisé une modélisation en 3D de l’hippocampe d’un rat, la région cérébrale au cœur de la mémoire. Une analyse de ce modèle a posteriori, a ainsi permis de révéler une diversité de tailles parmi les synapses, les zones de connexion situées entre les neurones. On sait depuis longtemps que ces éléments jouent un rôle primordial dans le traitement des informations cérébrales. En témoignent notamment les différentes maladies neurologiques liées à leur dysfonctionnement.

Des synapses plus diversifiées qu'estimées

Ces jonctions assurent en effet l’interaction entre les neurones et le bon fonctionnement de l’activité électrique et chimique régissant notamment nos pensées et souvenirs. Jusqu’à présent, la communauté scientifique s’accordait pour classer les synapses en trois catégories de taille : petite, moyenne et grande. Toutefois, la nouvelle modélisation suggère l’existence de vingt-six types différents, soit près de dix fois plus. Par ailleurs, toutes les deux ou vingt minutes, les synapses augmenteraient ou diminueraient d’une taille. Selon les scientifiques, cette variété de dimension et cette capacité à se transformer traduiraient une certaine adaptabilité face au volume d’informations à traiter. Les calculs indiquent "que pour les plus petites synapses, environ 1.500 évènements causent un changement de taille/capacité (20 minutes) et pour les plus grandes, seuls quelques centaines de signaux (1 à 2 minutes) causent un changement", explique l'équipe dans un communiqué. La plupart des synapses seraient petites, les plus petites étant 60 fois inférieures aux plus grandes.     "Quand nous avons reconstruit pour la première fois chaque dendrite, axone, processus glial et synapse d'un volume d'hippocampe de la taille d'un globule rouge, nous avons été déconcertés par la complexité et la diversité parmi les synapses", confirme Kristen Harris, co-auteur de l'étude.

  Un million de milliards d’octets de stockage

A la lumière de ces nouvelles observations, l’équipe a tenté d’estimer quantitativement les capacités de stockage du cerveau. Ses résultats, publiés dans la revue eLife, indiquent une disponibilité d’environ un pétaoctet de données, soit un million de milliards d’octets. "En langage informatique, vingt-six tailles de synapses correspondent à 4,7 bits de stockage", souligne Terry Sejnowski, membre de l’équipe de recherche. A titre de comparaison, cette quantité s’apparente à celle de toutes les informations contenues dans 4,7 milliards de livres ou encore 670 millions de pages Web. Cette mesure bien se trouve au-delà de ce qui était pensé jusqu’à présent. "Nos nouvelles estimations sont dix fois plus grandes que les précédentes", explique Terry Sejnowski. "Ceci fait l’effet d’une vraie bombe dans le domaine de la neuroscience", ajoute-t-il. La découverte ouvre également une nouvelle voie pour mieux comprendre l'étonnante efficacité du cerveau.