O cérebro humano processa informações com até 79% de eficiência energética, operando apenas 1,26 vezes acima do limite teórico de Landauer, de acordo com um novo estudo publicado na National Science Review por Ma e Guo da Universidade de Aeronáutica e Astronáutica de Nanjing.
A Pesquisa
Superando modelos tradicionais que veem memória e computação como estados sinápticos estáticos ou potenciais de ação neuronais isolados, a equipe modelou circuitos funcionais locais como conjuntos neurais digitais parametrizados dentro de uma "esfera neural" multiescala. Sua estrutura revela que a informação é codificada em padrões elétricos espaçotemporais coletivos governados por dinâmicas não lineares, caos e teoria fractal.
Ao simular conjuntos neurais com diferentes conexões topológicas, estados potenciais iniciais e escalas neuronais, os pesquisadores descobriram que populações neuronais geram atividades eletrofisiológicas periódicas ricas. Essas formas de onda potenciais periódicas atuam como transportadores dinâmicos de informação, em vez de a informação ser armazenada em sinapses isoladas ou neurônios individuais.
As estimativas quantitativas do estudo são impressionantes:
- Eficiência energética: 79% (1,26 vezes o limite de Landauer)
- Armazenamento máximo de memória: 7,48 × 10¹⁸ bytes (cerca de 7,5 exabytes), aproximadamente 1.000 vezes maior que estimativas anteriores
- Capacidade computacional: Até 6,24 × 10¹⁸ FLOPS, equivalente a 78.000 GPUs de alto desempenho
Em contraste, o hardware moderno de IA semicondutora excede o limite de Landauer por um fator de 1 bilhão, destacando o imenso potencial para otimização de chips neuromórficos.
Por Que Isso Importa
Essas descobertas sugerem que a eficiência do seu cérebro não se trata apenas de neurônios individuais disparando, mas de padrões dinâmicos de atividade elétrica em redes. Isso pode explicar por que o cérebro realiza tarefas complexas como reconhecimento de padrões e tomada de decisão usando apenas cerca de 20 watts de energia. Para você, isso significa que melhorias no desempenho cognitivo podem vir do aumento da capacidade do cérebro de formar e manter esses padrões espaçotemporais — por meio de atividades como aprender novas habilidades, treinamento musical ou até mesmo certos exercícios de treinamento cerebral.
O Que Você Pode Fazer
Para apoiar o processamento natural eficiente do seu cérebro, envolva-se em atividades que promovam a coordenação da rede neural: aprenda um novo idioma, pratique um instrumento musical ou resolva quebra-cabeças que exijam integração de múltiplas informações. Desafios mentais consistentes podem ajudar a manter e potencialmente melhorar as capacidades de codificação espaçotemporal do cérebro.
Fonte: Neuroscience News
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