scara creierului uman

creierul are aproximativ 1011 neuroni și 1,8-3,2 x 101 sinapse. Acestea reprezintă probabil majoritatea comportamentului interesant din punct de vedere computațional.

suport

numărul de neuroni din creier

Numărul de neuroni din creier este de aproximativ 1011. De exemplu, Azevado și colab le-au numărat fizic și au găsit 0.6-1 * 1011. Eric Chudler a colectat estimări dintr-o serie de manuale, care estimează că 1-2 x 101⁰ dintre acestea (10% -30%) se află în cortexul cerebral.1

numărul de sinapse din creier

Numărul de sinapse din creier este cunoscut mult mai puțin precis, dar este probabil de aproximativ 101 str. De exemplu Human-memory.net raportează 101 sinapse de 101 L / L (100-1000 trilioane) în creier, fără citare sau explicație. Wikipedia spune că creierul conține 100 de miliarde de neuroni, cu 7.000 de conexiuni sinaptice fiecare, pentru 7 x 101 sinapse în total, dar acest lucru pare posibil în eroare.2

numărul de sinapse din neocortex

o modalitate de a estima numărul de sinapse din creier este extrapolarea din numărul din neocortex. Conform studiilor stereologice pe care nu le-am investigat, există în jur de 1, 4 x 101 sinapse de LX în neocortex.3 Acest lucru este aproximativ în concordanță cu rezumatul manualelor lui Eric Chudler, care oferă estimări între 0,6-2,4 x 101 stri pentru numărul de sinapse din cortexul cerebral.4

nu suntem conștienți de estimări convingătoare pentru densitatea sinaptică în afara cortexului cerebral, iar impresia noastră este că estimările raportate pe scară largă de 101 ac sunt derivate din presupunerea că neocortexul conține cea mai mare parte a sinapselor din creier. Acest lucru pare plauzibil având în vedere volumul mare al neocortexului, în ciuda faptului că conține o minoritate a neuronilor creierului. În volum, aproximativ 80% din creierul uman este neocortex.5 neocortexul consumă, de asemenea, aproximativ 44% din energia totală a creierului, ceea ce poate fi un alt indicator rezonabil al fracțiunii de sinapse din conține.6 deci, presupunerea noastră este că numărul de sinapse din întregul creier este undeva între 1,3 și 2,3 ori numărul din cortexul cerebral. De sus, cortexul cerebral conține în jur de 1,4 x 101 sinapse, deci acest lucru ne oferă 1,8-3,2 x 101 sinapse totale.

numărul de sinapse pe neuron

Numărul de sinapse pe neuron variază considerabil. Potrivit Wikipedia, majoritatea neuronilor sunt celule granulare cerebeloase, care au doar o mână de sinapse, în timp ce statisticile de mai sus sugerează că neuronul mediu are în jur de 1.000 de sinapse. Celulele Purkinje au până la 200.000 de sinapse.7

Numărul de celule gliale din creier

Articol principal: semnalizare glială

azevado și colab.

relevanța celulelor, altele decât neuronii la calculele din creier

Articol principal: Semnalizarea glială

se pare că intervalele de timp ale dinamicii gliale sunt substanțial mai lungi decât pentru dinamica neuronilor. Sandberg și Bostrom scriu:” cu toate acestea, constantele de timp pentru dinamica calciului glial sunt, în general, mult mai lente decât dinamica potențialelor de acțiune (de ordinul secundelor sau mai mult), sugerând că rezoluția timpului nu ar trebui să fie la fel de fină ” (p. 36). Acest lucru sugerează că rolul computațional al celulelor gliale nu este prea mare. Referințele la un număr mult mai mare de celule gliale par a fi comune, dar nu am reușit să urmărim nicio cercetare empirică care să susțină aceste afirmații. O postare informală pe blog sugerează că o afirmație comună conform căreia există de zece ori mai multe celule gliale decât neuronii poate fi un mit popular.

nu suntem conștienți de sugestii serioase că alte celule decât neuronii sau glia joacă un rol semnificativ din punct de vedere computațional în funcționarea creierului.

1. numărul Total de neuroni din cortexul cerebral = 10 miliarde (de la G. M. Shepherd, organizarea sinaptică a creierului, 1998, p. 6). Cu Toate Acestea, C. Koch enumeră numărul total de neuroni din cortexul cerebral la 20 de miliarde (Biofizica calculului. Prelucrarea informațiilor în neuroni unici, New York: Oxford Univ. Presă, 1999, pagina 87).
2. „creierul uman are un număr mare de sinapse. Fiecare dintre cei 1011 (o sută de miliarde) de neuroni are în medie 7.000 de conexiuni sinaptice cu alți neuroni. S-a estimat că creierul unui copil de trei ani are aproximativ 101 de sinapse (1 cvadrilion). Acest număr scade odată cu vârsta, stabilizându-se până la vârsta adultă. Estimările variază pentru un adult, variind de la 101 la 5 x 101 sinapse (100 la 500 trilioane).”Wikipedia a accesat 13 aprilie’ 15, citând ” avem creier de pierdut?”. Neurologie 64 (12): 2004-5. Nu am accesat cea mai mare parte a lucrării Drachman, dar cel puțin spune „în litrul și jumătate din creierul uman, studiile stereologice estimează că există aproximativ 20 de miliarde de neuroni neocorticali, cu o medie de 7.000 de conexiuni sinaptice fiecare”. Acest lucru sugerează că pagina Wikipedia greșește în atribuirea celor 7.000 de conexiuni sinaptice pe neuron creierului în general în loc de neocortex.
3. „în litrul și jumătate din creierul uman, studiile stereologice estimează că există aproximativ 20 de miliarde de neuroni neocorticali, cu o medie de 7.000 de conexiuni sinaptice fiecare”.”Avem creier de pierdut?”. Neurologie 64 (12): 2004-5.
4. „Numărul de sinapse în cortex = 0,15 cvadrilioane (Pakkenberg și colab., 1997; 2003) …

   … numărul total de sinapse în cortexul cerebral = 60 trilioane (da, trilioane) (de la G. M. Shepherd, organizarea sinaptică a creierului, 1998, p. 6). Cu toate acestea, C. Koch enumeră sinapsele totale din cortexul cerebral la 240 trilioane (Biofizica calculului. Prelucrarea informațiilor în neuroni unici, New York: Oxford Univ. Presă, 1999, pagina 87).”- Chudler, Brain facts and figures

5. Dunbar face referire la măsurători anatomice din 1981 și scrie „cu un volum neocortical de 1006,5 cc și un volum total al creierului de 1251,8 cc (Stephan și colab. 1981), raportul neocortexului pentru oameni este CR = 4,1.”(p. 682).
6. „astfel, neocortexul reprezintă 44% din consumul total al creierului.”Lennie, 2003 (p. 495)
7. ” Numărul de sinapse realizate pe o celulă Purkinje = până la 200.000 ” – Chudler, fapte și cifre ale creierului