揭秘人的大腦記憶容量

2020年07月30日 14:54

  •  人類的大腦是一個真正非凡的器官,而人類的記憶亦是如此。你想知道大腦的記憶容量是多大嗎?下面小編為你整理人的大腦記憶容量,希望能幫到你。

    揭秘人的大腦記憶容量

      人腦記憶容量是預計的10倍,相當于整個互聯網

      加利福尼亞的科學家們完成了一項新研究,他們測試了人腦中的海馬神經元在低能量高計算能力下的運行情況,結果發現人腦的記憶容量可能是人類之前預估的10倍。

      索爾克研究所生物中心的Terry Sejnowski說:“這個發現在神經系統科學界無異于一枚重磅炸彈。我們測量出來的大腦記憶容量保守估計是之前預計的10倍,至少有1PB的容量,大概相當于整個互聯網的容量。”

      研究者們重建了一個老鼠的海馬體組織——也就是大腦的記憶力中心,接著他們發現了一些奇怪的事情。連接神經元的突觸中,有10%發生了復制。為了測量這些復制的神經突觸的區別,Sejnowski的團隊使用先進的顯微鏡和計算機算法在納米分子級別重建了老鼠大腦的連通性、形狀、體積和表面面積。

      其中一位科學家Tom Bartol說:“我們很驚訝地發現每對這樣的神經突觸的大小區別非常小,平均只有8%的差別。沒人曾想到區別會如此之小,這是自然扔給我們的一個曲線球。”

      這些神經突觸之間的大小差異只有微不足道的8%意味著這些神經突觸可能擁有多達26種尺寸,而并非之前科學家以為的幾種。根據研究者介紹,這些神經突觸尺寸的復雜程度超于預期,說明了人腦潛在的記憶容量有著極大的提升空間。

      Sejnowski說:“這幾乎是人類從未想象過的一個數量級。我們的發現意味非常深遠。藏在大腦的混沌和謎團之下的是人類之前從未發現過的神經突觸的大小和類型。”

      研究者們計算后認為神經突觸可以在神經傳遞中改變它們的尺寸和能力。對于最小的突觸,大約每1500次傳遞就能激發改變(大約需要20分鐘),對于最大的突觸,幾百次傳遞(1到2分鐘)就可以產生改變。Bartol說:“這意味著,每2到20分鐘,你的神經突觸就會發生大小變化。它們在根據接收到的信號做出自我調整。”

      他們的發現發表在《eLIFE》上,這將帶來計算能力的巨大飛躍。未來超精確和高效能機器則可以利用深層學習和神經網絡技術。

      Sejnowski說:“大腦的奧妙可以幫助人類設計更好的計算機。使用概率傳輸對于電腦和人腦而言都將成為既精確又節約能量的方式。”

    揭秘人的大腦記憶容量

      揭秘大腦記憶容量

      在1956年于美國耶魯大學(Yale University)的一次演講中,計算機科學家約翰·馮·諾依曼(John von Neumann,計算機之父)提出了一個人類大腦容量的估計,約為三千五百萬億兆字節——簡直就是天文數字,甚至以當今計算機的標準而言亦是一個龐大的數字。

      后來的估計是基于一個假設:腦細胞之間一億億個聯系的信息存儲容量,其結果是大約四千萬兆字節,這也是很巨大的,但沒法與馮·諾依曼的數據相比。

      在檢閱了各種估計之后,佐治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)的計算機科學家Ralph Merkle教授指出,此前這些結果都或多或少對大腦如何存儲信息作出了不靠譜的假設。他認為更好的估計可能是來自更直接地測量大腦存儲容量的實驗。

      作為一個例子,他引用了在1980年代中期由來自貝爾實驗室(Bell Labs)的Thomas Landauer和他的同事所進行的研究的結果,在這項研究中,受試者被要求在不同時間回憶不同形式的信息。結果,回憶的水平是出奇的一致,而當把這轉換成一生大腦可以存儲的數據總量時,其結果為200兆字節。這個數字要遠少于馮·諾依曼給出的估計,但這個結果卻是更為精確的。當然,這也可能會令人失望,因為個人電腦通常有比這更多的存儲容量。

      正如Merkle教授所說:“雖然這個結果可能會打擊我們的自我價值感,但它能表明,我們只需要稍多于我們現在有的硬件就可以創造出一種有著人類技能和能力的設備——如果我們知道正確的方式來組織硬件的話。”

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