• Úvod
  • Mapa stránky
Úvod
Mapa stránky
  • Úvod
  • Mapa stránky
Úvod
Mapa stránky

Nervová soustava > Mozek

Mozek je plný „šumu“. Přesto jeho informační kapacita nemusí narážet na strop, jak se třicet let předpokládalo

Stejný obraz, stejný neuron, stejný pokus – a pokaždé trochu jiná odpověď. Mozek není dokonale přesný elektronický obvod a jeho neurony jsou překvapivě „hlučné“. Právě tento šum měl podle vlivné teorie nakonec omezit množství informace, které dokáže velká skupina neuronů nést. Nová analýza ukazuje, že problém může být mnohem zajímavější.

26. 9. 2026

Mozek nikdy neopakuje úplně stejnou odpověď

Kdybychom jednomu neuronu několikrát ukázali přesně stejný obraz, nevystřelí pokaždé totožnou sérii elektrických impulzů. Jeho aktivita kolísá. A když sledujeme tisíce neuronů současně, zjistíme, že část těchto odchylek se navíc mění společně.

V neurovědě se této proměnlivosti často říká šum. Není to nutně chyba ve smyslu porouchaného systému. Jde o nevyhnutelnou součást biologického mozku.

Dlouho ale existovala obava, že právě sdílený šum stanovuje horní hranici množství informace, kterou může neuronová populace nést. Když přidáme první neurony, naše schopnost dekódovat podnět se zlepšuje. Od určitého počtu by však měly společné chyby začít přínos nových buněk rušit a informační kapacita se nasytit. Nová studie v Science Advances tento absolutní strop zpochybňuje.

Nezáleží jen na velikosti šumu, ale na tom, kam míří

Výzkumníci analyzovali aktivitu více než 20 tisíc neuronů z primární zrakové kůry myší. Zaměřili se především na matematickou strukturu variability jejich odpovědí. Klíčovým detailem je směr.

Představme si, že jeden typ změny aktivity neuronů odpovídá skutečné změně obrazu. Pokud se náhodný šum pohybuje přesně stejným směrem, je problém: dekodér nemůže snadno poznat, zda změnil obraz, nebo jen společně „ujížděly“ neurony.

Jestliže ale největší část šumu kolísá jiným směrem než užitečný signál, lze obě věci od sebe lépe oddělit. Právě to autoři v analyzovaných datech našli. Největší složky sdíleného šumu nebyly se signálem zarovnané natolik, aby vytvořily předpokládanou pevnou hranici.

Dvacet tisíc neuronů neznamená neomezený lidský mozek

Tady je velmi snadné sklouznout k závěru typu „vědci zjistili, že kapacita mozku je nekonečná“. To ale studie neříká.

Analyzovala populační kódování ve zrakové kůře myší a konkrétní matematickou míru informace, kterou lze z aktivity neuronů získat. Nezkoumala lidskou paměť, inteligenci ani počet vzpomínek, které se nám vejdou do hlavy.

Výsledek je užší, ale vědecky zajímavější: data nepodporují jednoduchou představu, že rostoucí množství sdíleného neuronového šumu musí samo o sobě způsobit saturaci informační kapacity. Rozhodující je geometrie vztahu mezi signálem a šumem.

Hlučný systém může být překvapivě přesný

Biologické mozky se od digitální elektroniky liší právě tím, že jejich jednotlivé součástky nejsou dokonale spolehlivé. Neuron může reagovat trochu jinak, synapse se mění, chemické prostředí kolísá a do systému vstupují tisíce dalších procesů. Intuitivně bychom proto čekali, že čím více takových buněk spojíme, tím větší chaos vytvoříme.

Mozek ale nepracuje tak, že by jednoduše sčítal jednotlivé neurony. Informace je rozložená v aktivitě celých populací. Pokud jsou směry variability uspořádané příznivě, může velké množství neuronů přidávat další informaci i přesto, že každý z nich sám o sobě není dokonale spolehlivý.

To je možná nejhezčí posun proti starší představě. Otázka nezní jen „kolik šumu mozek má“, ale jak je tento šum uspořádaný vůči tomu, co se mozek snaží reprezentovat.

Mozek možná nepotřebuje být tichý

Výzkum tedy nenaznačuje, že biologický šum je automaticky užitečný nebo že bez něj mozek nefunguje. Ukazuje spíš, že jeho přítomnost sama o sobě nemusí představovat katastrofu pro informační kapacitu.

A právě to má širší význam pro neurovědu. Pokud chceme pochopit, jak miliony či miliardy neuronů společně reprezentují svět, nestačí analyzovat jen průměrnou aktivitu nebo nejsilnější korelace. Musíme sledovat celé vysokodimenzionální uspořádání jejich společných odchylek.

Mozek se tak možná nechová jako špatně odstíněný počítač, který navzdory rušení nějak funguje. Může být systémem, jehož zdánlivý nepořádek má strukturu, díky níž se užitečná informace v hluku neztratí.

A to je mnohem zajímavější než představa dokonale tichého stroje uvnitř lebky.

MOHLO BY SE VÁM TAKÉ LÍBIT

Mapa snů: vědci poprvé zaznamenali, jak mozek kreslí představy během spánku

MOJE DÍTE JE GÉNIUS I.: Mozek, který se rozhodl příliš brzy - co se stane, když dítě specializujete od tří let

Psychologie izolace: co dělá samota s lidským mozkem


Zdroje: Kód Enigma [1], Science Advances – Population coding under the scale invariance of high-dimensional noise [2], Kyoto University / Hideaki Shimazaki – publication record and research context [3]. img ai generated

Nejnovější články

I pes, který nikdy neměl pána, zbystří při lidském pláči. Nový experiment ale ukazuje něco jemnějšího než empatii

Pozemský mikrob přežil podmínky na měsíci Saturnu. Případné stopy života nám navíc může sám vystřelovat do vesmíru

Lidské bestie: François „Papa Doc“ Duvalier přinesl do vrcholné haitské politiky černou magii a vúdú. Jeho milice Tonton Macoutes držela celou zemi ve strachu desítky let

Když vítěz nedostane nejvíc hlasů: Jak mohou stejná přání voličů vytvořit úplně jiný parlament

Studie 95 tisíc spáčů ukázala překvapivou vazbu mezi sněním a zdravím. Souvislost s REM spánkem se objevila až u 83 diagnóz

Nejčtenější články

Česká pole zfialověla. Není to levandule jako v Provence, ale rostlina, kterou včely milují ještě víc

Proč má Venuše obrácenou rotaci: planeta, která se točí „pozpátku“

Naprosto vědecký pohled na zcela lidskou potřebu: Proč prdíme – a co s tím má společného obyčejná chůze

Kdyby nevyhynuli mastodonti, možná bychom dnes nejedli dýně. Jejich zmizení změnilo evoluci rostlin

Studie 95 tisíc spáčů ukázala překvapivou vazbu mezi sněním a zdravím. Souvislost s REM spánkem se objevila až u 83 diagnóz

Mozek

Proč nám hudba způsobuje husí kůži? Váš mozek zažívá něco, co nečekáte

Mozek si informace pamatuje. Jenže když neví, co právě řeší, začne je házet do jednoho pytle

Mozek si vyrábí pravidla i z nesmyslů. Víte, že na něčem nezáleží, přesto to může začít řídit vaše rozhodování

Proč pohyb chrání mozek: vědci možná odhalili mechanismus, který zpomaluje Alzheimerovu chorobu

Mozek má vlastní brzdu chronické bolesti. Paradoxně může při poškození začít bolest zesilovat

Intro

Home
Blog
O nás
Podmínky používání
FAQ