สมองมนุษย์เก็บข้อมูลได้มากแค่ไหน

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th

สารานุกรมชุดเก่าอาจกินพื้นที่ทั้งชั้นหนังสือ แต่คนคนหนึ่งกลับจำชื่อคน เส้นทางกลับบ้าน เนื้อเพลง และเหตุการณ์ในชีวิตได้โดยไม่ต้องเปิดหน้าไหนขึ้นมาอ่าน ความทรงจำเหล่านั้นอยู่ในสมองซึ่งมีขนาดเล็กกว่าชั้นหนังสือมาก

ถ้าลองเทียบสมองกับอุปกรณ์เก็บข้อมูล คำถามที่ตามมาคือ เราจะแปลงความจำนั้นเป็นหน่วยไบต์ได้หรือเปล่า และตัวเลขที่เคยได้ยินกันมีที่มาอย่างไร

มีนักวิจัยประเมินว่าความจุของสมองอาจอยู่ในระดับเพตะไบต์ โดย 1 เพตะไบต์เท่ากับประมาณ 1,000 เทราไบต์ แต่ตัวเลขนี้เป็นการประมาณจากแบบจำลองและข้อมูลการเชื่อมต่อของเซลล์ประสาท ไม่ใช่ผลวัดความจุสมองมนุษย์ทั้งก้อนแบบเดียวกับการตรวจพื้นที่ว่างในคอมพิวเตอร์

ตัวเลขนี้มาจากไหน

งานวิจัยที่เผยแพร่ในวารสาร eLife ปี 2016 ศึกษาเนื้อเยื่อบริเวณฮิปโปแคมปัสของหนู ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเรียนรู้และความจำ นักวิจัยสร้างภาพสามมิติของเนื้อเยื่อชิ้นเล็ก แล้วเปรียบเทียบจุดเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทที่เรียกว่า ไซแนปส์

ไซแนปส์แต่ละจุดส่งสัญญาณได้ด้วยความแรงต่างกัน และความแรงนั้นเปลี่ยนแปลงได้ตามประสบการณ์ ทีมวิจัยใช้ขนาดของโครงสร้างที่เกี่ยวข้องกับไซแนปส์เป็นตัวช่วยประมาณความแรง ก่อนคำนวณว่าจุดเชื่อมต่อหนึ่งจุดอาจแทนข้อมูลได้ราว 4.7 บิต ภายใต้แบบจำลองที่ใช้

สถาบัน Salk นำเสนอคำประเมินของนักวิจัยว่าความจุสมองอาจมีอย่างน้อยระดับเพตะไบต์ ส่วนงานปี 2024 ของทีมวิจัยที่เกี่ยวข้องใช้วิธีทางทฤษฎีสารสนเทศวิเคราะห์ไซแนปส์จากฮิปโปแคมปัสของหนูเช่นกัน และได้ค่าประมาณราว 4.1–4.6 บิตต่อไซแนปส์สำหรับกลุ่มที่ศึกษา ตัวเลขทั้งสองช่วยสนับสนุนว่าจุดเชื่อมต่ออาจมีรายละเอียดในการเก็บข้อมูลสูง แต่ยังไม่ได้วัดความจุความจำใช้งานจริงของมนุษย์โดยตรง

แล้วเทียบกับสารานุกรมได้หรือไม่

ถ้าแปลงหนังสือเป็นข้อมูลดิจิทัล เราสามารถวัดขนาดไฟล์ได้ ส่วนจะใช้พื้นที่เท่าไรขึ้นอยู่กับจำนวนเล่ม รูปภาพ และวิธีบันทึก เพตะไบต์เป็นหน่วยที่ใหญ่มากเมื่อเทียบกับไฟล์หนังสือทั่วไป จึงใช้ช่วยนึกภาพขนาดโดยคร่าว ๆ ได้

แต่การบอกว่าสมองจุสารานุกรมได้กี่ชุดยังไม่มีตัวเลขที่เทียบกันตรง ๆ เพราะหนังสือเก็บข้อความและภาพตามหน้ากระดาษ ส่วนสมองสร้างความจำผ่านเครือข่ายที่เปลี่ยนแปลงได้ ความจำหนึ่งเรื่องอาจเชื่อมโยงกับภาพ เสียง อารมณ์ และความรู้เดิม และการนึกกลับมาก็ไม่ได้เหมือนเปิดไฟล์ต้นฉบับทุกครั้ง

จำไม่ได้ แปลว่าพื้นที่เต็มหรือเปล่า

การนึกชื่อใครไม่ออกหรือจำเนื้อหาที่เพิ่งอ่านไม่ได้ ไม่ได้บอกโดยตรงว่าสมองมีพื้นที่เต็ม การเรียนรู้และการดึงความจำเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอน เช่น ความสนใจตอนรับข้อมูล การเชื่อมโยงกับสิ่งที่รู้ และการเรียกข้อมูลกลับมาใช้

อย่างการฝึกเล่นกีตาร์ เราไม่ได้เก็บเพียงคำอธิบายว่าต้องวางนิ้วตรงไหน แต่ค่อย ๆ เรียนรู้ผ่านการลงมือทำและฝึกซ้ำ ความสามารถในการจำจึงมีทั้งเรื่องข้อมูลที่ระบบประสาทรองรับได้ และความสามารถในการนำสิ่งที่เรียนรู้กลับมาใช้

ความจุระดับเพตะไบต์จึงเป็นภาพประมาณที่ชวนให้เห็นขนาดของปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ไม่ใช่ตัวเลขความจำที่วัดได้แน่นอนสำหรับทุกคน งานวิจัยเรื่องไซแนปส์ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใกล้การอธิบายกลไกความจำมากขึ้น แต่ยังแปลงเป็นจำนวนหนังสือที่คนคนหนึ่งจะจำได้ไม่ได้โดยตรง