ihmisaivojen asteikko

aivoissa on noin 1011 neuronia ja 1,8-3,2 x 101⁴ synapseja. Nämä luultavasti selittävät suurimman osan laskennallisesti mielenkiintoisesta käyttäytymisestä.

tuki

aivojen neuronien lukumäärä

aivojen neuronien lukumäärä on noin 1011. Esimerkiksi Azevado et al fyysisesti laski ne ja löysi 0.6-1 * 1011. Eric Chudler on kerännyt arvioita useista oppikirjoista, joiden arvion mukaan 1-2 x 101⁰ näistä (10% -30%) on aivokuoressa.1

synapsien lukumäärä aivoissa

synapsien lukumäärä aivoissa tunnetaan paljon vähemmän tarkasti, mutta se on todennäköisesti noin 101⁴. Esimerkiksi Human-memory.net raportoi 101⁴-101⁵ (100 – 1000 biljoonaa) synapseja aivoissa, ilman viittausta tai selitystä. Wikipedian mukaan aivoissa on 100 miljardia hermosolua, joissa jokaisessa on 7 000 synapsiliitosta, yhteensä 7 x 101⁴⁴ synapseja kohti, mutta tämä näyttää mahdollisesti virheelliseltä.2

synapsien lukumäärä neokorteksissa

yksi tapa arvioida synapsien määrää aivoissa on ekstrapoloida neokorteksissa olevasta määrästä. Stereologisten tutkimusten mukaan, joita emme ole tutkineet, neokorteksissa on noin 1,4 x 101⁴ synapseja.3 Tämä on suurin piirtein Yhdenmukainen Eric Chudlerin oppikirjojen yhteenvedon kanssa, jossa esitetään arviot 0,6-2,4 x 101⁴ synapsien määrästä aivokuoressa.4

Emme ole tietoisia vakuuttavista arvioista synapsitiheydestä aivokuoren ulkopuolella, ja käsityksemme on, että laajalti raportoidut arviot 101⁴: sta ovat peräisin olettamuksesta, että neokorteksissa on suurin osa synapseista aivoissa. Tämä vaikuttaa uskottavalta ottaen huomioon neokorteksin suuren tilavuuden, vaikka se sisältää vähemmistön aivojen neuroneista. Tilavuudeltaan noin 80% ihmisen aivoista on neokorteksia.5 neokortex kuluttaa myös noin 44% aivojen kokonaisenergiasta, mikä voi olla toinen järkevä indikaattori synapsien murto-osasta sisältää.6 joten meidän arvaus on, että määrä synapseja koko aivoissa on jossain välillä 1,3 – 2,3 kertaa määrä aivokuoressa. Ylhäältä katsottuna aivokuori sisältää noin 1,4 x 101 ° C synapseja, joten tämä antaa meille 1,8-3,2 x 101 ° C kokonaissynapseja.

synapsien määrä hermosolua kohti

synapsien määrä hermosolua kohti vaihtelee huomattavasti. Wikipedian mukaan suurin osa neuroneista on pikkuaivoja, joissa on vain kourallinen synapseja, kun yllä olevien tilastojen mukaan keskimääräisessä neuronissa on noin 1 000 synapsia. Purkinjen soluissa on jopa 200 000 synapsia.7

gliasolujen määrä aivoissa

pääartikkeli: Gliasignalointi

Azevado et al edellä mainittu tutkimus löytää noin 1011 gliasolua (sama kuin neuronien määrä).

muiden solujen kuin neuronien merkitys aivojen laskennoille

pääartikkeli: Gliasignalointi

näyttää siltä, että gliasdynamiikan aika on huomattavasti pidempi kuin neuronidynamiikan. Sandberg ja Bostrom kirjoittavat: ”gliaalikalsiumdynamiikan aikavakiot ovat kuitenkin yleensä paljon hitaampia kuin aktiopotentiaalien dynamiikka (sekunteina tai enemmän), mikä viittaa siihen, että aikaresoluution ei tarvitsisi olla yhtä hieno” (S. 36). Tämä viittaa siihen, että gliasolujen laskennallinen rooli ei ole liian suuri. Viittaukset paljon suurempiin gliasolujen määriin näyttävät olevan yleisiä, mutta emme pystyneet jäljittämään mitään empiiristä tutkimusta, joka tukisi näitä väitteitä. Epävirallisen blogikirjoituksen mukaan yleinen väite siitä, että gliasoluja on kymmenen kertaa enemmän kuin neuroneja, voi olla suosittu myytti.

meillä ei ole tiedossa vakavia ehdotuksia siitä, että muilla soluilla kuin neuroneilla tai glia: lla olisi laskennallisesti merkittävä rooli aivojen toiminnassa.

1. neuronien kokonaismäärä aivokuoressa = 10 miljardia (G. M. Shepherd, The Synapsic Organization of the Brain, 1998, s. 6). C. Koch luettelee aivokuoren neuronien kokonaismääräksi 20 miljardia (biofysiikka laskennassa. Information Processing in Single Neurons, New York: Oxford Univ. Lehdistö, 1999, s. 87).
2. ”ihmisen aivoissa on valtava määrä synapseja. Jokaisella 1011 (sadalla miljardilla) neuronilla on keskimäärin 7000 synaptista yhteyttä muihin neuroneihin. On arvioitu, että kolmevuotiaan lapsen aivoissa on noin 101 volttia synapseja (1 kvadriljoonaa). Määrä vähenee iän myötä ja vakiintuu aikuisuuteen mennessä. Arviot vaihtelevat aikuisella välillä 101-5 x 101 oz synapseja (100-500 biljoonaa).”Wikipedia avattu 13′ 15 Huhtikuu, vedoten ” onko meillä aivot säästää?”. Neurology 64 (12): 2004-5. Emme ole päässeet käsiksi useimpiin drachmanin papereihin, mutta ainakin siinä sanotaan: ”ihmisen aivojen puolentoista litran sisällä on stereologisten tutkimusten mukaan noin 20 miljardia neokortikaalista neuronia, joissa kussakin on keskimäärin 7 000 synaptista yhteyttä”. Tämä viittaa siihen, että Wikipedia-sivu erehtyy laskemaan 7000 synaptista yhteyttä hermosolua kohti aivoihin yleensä neokorteksin sijaan.
3. ”ihmisen aivojen puolentoista litran sisällä on stereologisten tutkimusten mukaan noin 20 miljardia neokortikaalista neuronia, joissa kussakin on keskimäärin 7 000 synaptista yhteyttä”.”Onko meillä aivoja?”. Neurology 64 (12): 2004-5.
4. ”synapsien määrä aivokuoressa = 0,15 kvadriljoonaa (Pakkenberg et al., 1997; 2003)…

   … synapsien kokonaismäärä aivokuoressa = 60 biljoonaa (Kyllä, biljoonaa) (G. M. Shepherd, The Synaptic Organization of the Brain, 1998, s. 6). C. Koch kuitenkin luettelee aivokuoren synapsien kokonaismääräksi 240 biljoonaa (laskennan biofysiikka. Information Processing in Single Neurons, New York: Oxford Univ. Lehdistö, 1999, s. 87).– – Chudler, Brain facts and figures

5. Dunbar viittaa anatomisiin mittauksiin vuodelta 1981 ja kirjoittaa ”neokortikaalisella tilavuudella 1006.5 cc ja aivojen kokonaistilavuudella 1251.8 cc (Stephan et al. 1981), ihmisen neokorteksisuhde on CR = 4,1.”(s. 682.
6. ”näin neokorteksin osuus aivojen kokonaiskulutuksesta on 44%.”Lennie, 2003 (s. 495)
7. ”Purkinjen soluun tehtyjen synapsien määrä = jopa 200 000” – Chudler, Brain facts and figures