人腦的記憶存儲容量有多大?這是一個老話題了。
根據(jù)此前的研究,有科學(xué)家認(rèn)為人腦的存儲容量大約為1TB,不過也有科學(xué)家認(rèn)為應(yīng)該有100TB。
人腦雖然不是自然界中最大的,但卻是最發(fā)達(dá)的。在所有哺乳動物中,人腦占身體的比例最大。人腦雖然只占了身體重量的2%,卻消耗著20%的能量。在人類的進(jìn)化史中,人類的腦容量一直在增加,現(xiàn)在已經(jīng)接近1500毫升了。
腦和大腦,所代表的含義是不同的。大腦只是腦人腦的一部分。腦是思維意識的本體,位于顱腔內(nèi),大腦只是腦的一部分,此外還包括間腦、小腦和腦干。
大腦是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最高級的部分,具有存儲處理信息的能力,運(yùn)動、感覺、語言和情緒都是由它處理的。可以分為左右兩個半球,半球之間通過神經(jīng)纖維相連。而大腦皮層則是大腦中最發(fā)達(dá)的部分,大部分高級思維活動都是由它負(fù)責(zé)。
神經(jīng)元的數(shù)量的對應(yīng)著著腦的能力。研究發(fā)現(xiàn),人腦大約包含了860億個神經(jīng)細(xì)胞,其中大腦皮層就占了140億個神經(jīng)細(xì)胞。
神經(jīng)細(xì)胞又叫做神經(jīng)元,它是神經(jīng)系統(tǒng)最基本的功能和結(jié)構(gòu)單位。這些神經(jīng)元就像計(jì)算機(jī)中的門電路,是基本的邏輯單元,它們復(fù)雜的連接在一起,而且是大規(guī)模串并聯(lián),最終和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞一起構(gòu)成人腦這一復(fù)雜的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。
神經(jīng)元由細(xì)胞體和突起兩部分組成,其中突起又分為軸突或樹突。樹突像樹根一樣有很多分支,但是很短;軸突則細(xì)而長,分支少。樹突的作用是接收軸突傳來的信號。軸突的作用則是接受各種外來刺激信號,人類各種各樣的感覺就來源于軸突延伸出來的神經(jīng)末梢,這些神經(jīng)末梢會與各種感受器(比如熱覺感受器)連接在一起。
神經(jīng)元和神經(jīng)元之間的連接部分叫突觸,它們就如同計(jì)算機(jī)中的晶體管,可以控制信號的輸入輸出。這些突觸是由軸突末梢各分支的突觸小體與細(xì)胞體、樹突相連接形成的,負(fù)責(zé)神經(jīng)遞質(zhì)的存儲和釋放。神經(jīng)遞質(zhì)(比如乙酰膽堿)是腦中傳遞信息的基本化學(xué)物質(zhì)。
研究顯示,每對神經(jīng)元之間大約存在1000個突觸。860億個神經(jīng)元和1000個突出相乘,可以大概計(jì)算出,人腦潛在的存儲能力高達(dá)86TB。
為什么說是潛在呢?因?yàn)槿四X雖然擁有眾多的神經(jīng)元,但并非都可以用來存儲信息,腦中各個區(qū)域具有不同的分工。我們目前尚未完全弄清人腦的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制,所以理論值可能并沒有這么高。
計(jì)算機(jī)中的信息是按照二進(jìn)制一板一眼的存儲在存儲器中,不過人腦的存儲機(jī)制和計(jì)算機(jī)中有所區(qū)別,人屬于模糊記憶,我們很難記住事物的細(xì)節(jié)就是這個原因?qū)е碌?。因?yàn)榇竽X的數(shù)據(jù)處理能力有限,會對這些離散化的信息會進(jìn)行權(quán)重分配,細(xì)節(jié)往往就被忽略掉了。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就類似于這種模型,通過對不同數(shù)據(jù)賦予不同的權(quán)重,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)模糊計(jì)算,用來模擬人腦非線性、非精確的數(shù)據(jù)處理能力。
人的記憶分為瞬時記憶、短期記憶和長期記憶。短期記憶會隨著反復(fù)的刺激而變?yōu)殚L期記憶力,這種影響會表現(xiàn)在神經(jīng)元間的突觸變化上。人的記憶會因?yàn)檫z忘變得模糊,只有經(jīng)常強(qiáng)化刺激(比如回想),記憶才能長久保持?,F(xiàn)在人很少寫字,出現(xiàn)提筆忘字的現(xiàn)象,就是記憶出現(xiàn)了遺忘。人類記憶的遺忘規(guī)律可以參考艾賓浩斯記憶遺忘曲線。
學(xué)習(xí)就是一種反復(fù)刺激腦神經(jīng)的過程,可以加強(qiáng)神經(jīng)元之間的信號連接強(qiáng)度,最終短期記憶變?yōu)殚L期記憶。不過,學(xué)習(xí)過的知識長時間不用也會忘記,長期記憶也并非能夠永遠(yuǎn)存儲。而在大腦中,負(fù)責(zé)處理長期記憶的區(qū)域位于海馬區(qū)(下圖綠色部分)。
記憶是智力的基石,一個記憶力強(qiáng)的人,智力通常也比較強(qiáng)。可以肯定,人腦的記憶潛能很大,只要是智力正常的人,通過長期反復(fù)的學(xué)習(xí),多學(xué)多用,一定能成為一個博學(xué)多識的人。
如果將一個圖書館中的內(nèi)容都裝進(jìn)腦中,用處也不大,因?yàn)閿?shù)據(jù)太多反而會拖累讀取速度,我們需要的是在理解的基礎(chǔ)上建立更有效的神經(jīng)連接通路。
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