人的大腦記憶容量有多少揭秘
人類的大腦是一個(gè)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，學(xué)習(xí)啦小編來(lái)為你介紹人的大腦記憶容量。
人腦記憶容量是預(yù)計(jì)的10倍，相當(dāng)于整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)
加利福尼亞的科學(xué)家們完成了一項(xiàng)新研究，他們測(cè)試了人腦中的海馬神經(jīng)元在低能量高計(jì)算能力下的運(yùn)行情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)人腦的記憶容量可能是人類之前預(yù)估的10倍。
索爾克研究所生物中心的Terry Sejnowski說(shuō)：“這個(gè)發(fā)現(xiàn)在神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)界無(wú)異于一枚重磅炸彈。我們測(cè)量出來(lái)的大腦記憶容量保守估計(jì)是之前預(yù)計(jì)的10倍，至少有1PB的容量，大概相當(dāng)于整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的容量。”
研究者們重建了一個(gè)老鼠的海馬體組織——也就是大腦的記憶力中心，接著他們發(fā)現(xiàn)了一些奇怪的事情。連接神經(jīng)元的突觸中，有10%發(fā)生了復(fù)制。為了測(cè)量這些復(fù)制的神經(jīng)突觸的區(qū)別，Sejnowski的團(tuán)隊(duì)使用先進(jìn)的顯微鏡和計(jì)算機(jī)算法在納米分子級(jí)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(xué)家Tom Bartol說(shuō)：“我們很驚訝地發(fā)現(xiàn)每對(duì)這樣的神經(jīng)突觸的大小區(qū)別非常小，平均只有8%的差別。沒(méi)人曾想到區(qū)別會(huì)如此之小，這是自然扔給我們的一個(gè)曲線球。”
這些神經(jīng)突觸之間的大小差異只有微不足道的8%意味著這些神經(jīng)突觸可能擁有多達(dá)26種尺寸，而并非之前科學(xué)家以為的幾種。根據(jù)研究者介紹，這些神經(jīng)突觸尺寸的復(fù)雜程度超于預(yù)期，說(shuō)明了人腦潛在的記憶容量有著極大的提升空間。
Sejnowski說(shuō)：“這幾乎是人類從未想象過(guò)的一個(gè)數(shù)量級(jí)。我們的發(fā)現(xiàn)意味非常深遠(yuǎn)。藏在大腦的混沌和謎團(tuán)之下的是人類之前從未發(fā)現(xiàn)過(guò)的神經(jīng)突觸的大小和類型。”
研究者們計(jì)算后認(rèn)為神經(jīng)突觸可以在神經(jīng)傳遞中改變它們的尺寸和能力。對(duì)于最小的突觸，大約每1500次傳遞就能激發(fā)改變(大約需要20分鐘)，對(duì)于最大的突觸，幾百次傳遞(1到2分鐘)就可以產(chǎn)生改變。Bartol說(shuō)：“這意味著，每2到20分鐘，你的神經(jīng)突觸就會(huì)發(fā)生大小變化。它們?cè)诟鶕?jù)接收到的信號(hào)做出自我調(diào)整。”
他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《eLIFE》上，這將帶來(lái)計(jì)算能力的巨大飛躍。未來(lái)超精確和高效能機(jī)器則可以利用深層學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
Sejnowski說(shuō)：“大腦的奧妙可以幫助人類設(shè)計(jì)更好的計(jì)算機(jī)。使用概率傳輸對(duì)于電腦和人腦而言都將成為既精確又節(jié)約能量的方式。”
揭秘大腦記憶容量
在1956年于美國(guó)耶魯大學(xué)(Yale University)的一次演講中，計(jì)算機(jī)科學(xué)家約翰·馮·諾依曼(John von Neumann，計(jì)算機(jī)之父)提出了一個(gè)人類大腦容量的估計(jì)，約為三千五百萬(wàn)億兆字節(jié)——簡(jiǎn)直就是天文數(shù)字，甚至以當(dāng)今計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)而言亦是一個(gè)龐大的數(shù)字。
后來(lái)的估計(jì)是基于一個(gè)假設(shè)：腦細(xì)胞之間一億億個(gè)聯(lián)系的信息存儲(chǔ)容量，其結(jié)果是大約四千萬(wàn)兆字節(jié)，這也是很巨大的，但沒(méi)法與馮·諾依曼的數(shù)據(jù)相比。
在檢閱了各種估計(jì)之后，佐治亞理工學(xué)院(Georgia Institute of Technology)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家Ralph Merkle教授指出，此前這些結(jié)果都或多或少對(duì)大腦如何存儲(chǔ)信息作出了不靠譜的假設(shè)。他認(rèn)為更好的估計(jì)可能是來(lái)自更直接地測(cè)量大腦存儲(chǔ)容量的實(shí)驗(yàn)。
作為一個(gè)例子，他引用了在1980年代中期由來(lái)自貝爾實(shí)驗(yàn)室(Bell Labs)的Thomas Landauer和他的同事所進(jìn)行的研究的結(jié)果，在這項(xiàng)研究中，受試者被要求在不同時(shí)間回憶不同形式的信息。結(jié)果，回憶的水平是出奇的一致，而當(dāng)把這轉(zhuǎn)換成一生大腦可以存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)總量時(shí)，其結(jié)果為200兆字節(jié)。這個(gè)數(shù)字要遠(yuǎn)少于馮·諾依曼給出的估計(jì)，但這個(gè)結(jié)果卻是更為精確的。當(dāng)然，這也可能會(huì)令人失望，因?yàn)閭€(gè)人電腦通常有比這更多的存儲(chǔ)容量。
正如Merkle教授所說(shuō)：“雖然這個(gè)結(jié)果可能會(huì)打擊我們的自我價(jià)值感，但它能表明，我們只需要稍多于我們現(xiàn)在有的硬件就可以創(chuàng)造出一種有著人類技能和能力的設(shè)備——如果我們知道正確的方式來(lái)組織硬件的話。”
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5.大腦中記憶的原理