Ⅰ 人腦是怎麼存儲記憶的,相當於電腦的多大內存的
根據此前的研究,有科學家認為人腦的存儲容量大約為1TB,不過也有科學家認為應該有100TB。
人腦雖然不是自然界中最大的,但卻是最發達的。在所有哺乳動物中,人腦占身體的比例最大。人腦雖然只佔了身體重量的2%,卻消耗著20%的能量。在人類的進化史中,人類的腦容量一直在增加,現在已經接近1500毫升了。
記憶是智力的基石,一個記憶力強的人,智力通常也比較強。可以肯定,人腦的記憶潛能很大,只要是智力正常的人,通過長期反復的學習,多學多用,一定能成為一個博學多識的人。
如果將一個圖書館中的內容都裝進腦中,用處也不大,因為數據太多反而會拖累讀取速度,我們需要的是在理解的基礎上建立更有效的神經連接通路。
Ⅱ 人的大腦是怎樣存儲信息的
記憶到底是怎麼儲存的之今都是一個爭議很到的問題.
經典理論認為,大腦象倉庫一樣儲存記憶.記憶片段想貨物一樣儲存在大腦里.這被稱為"倉庫模型".經典的記憶定義可以表達為:
Human memory is a system for storing and retrieving information, information that is , of course, acquried through our senses"(Baddeley,1997)
(譯)人類的記憶是一個儲存和獲取有感官收集的信息的系統(巴德尼,1997)
根據這種理論,記憶有可能是被分成碎塊,儲存在神經原里(但不會是RNA).很多傳統的AI技術就是基於這個理論,如各種狀態搜索法.
但是現在很多現代的科學家提出,記憶的新理論.他們認為記憶是動態的,不是靜態的儲存在大腦里:
Memory is best viewed as a set of skills serving perception and action (MacLeod, 1997)
(譯)記憶最好看成聯系感知和行為之間的技能(麥克雷奧德,1997).
根據這種理論,記憶不是什麼東西儲存在神經原細胞體類,而是有神經原細胞觸角的狀態來表述的.當我們的感知(看到的,摸到的)變為電信號後,這些觸角將信號分配到一級又一級知道最後到肌肉,觸發行為.
現代理論認為記憶是這些動態變化的觸角所代表的關系.這種關系把我們的行為和感官聯系起來,我們才會"處境傷情",記憶也就由此而生.
觸角的變化是和通過的觸角直接相關的.如果一個觸角長時間沒有相關電信號觸發,觸角就會"萎縮",相關的記憶就會削弱.如果觸角收到長時間刺激,或者一個很猛的突然刺激,觸角就變的很強壯,記憶就很深刻.
觸角功能的分配有很強的隨即性,所以很難想像觸角的狀態可以深化到RNA中遺傳下去.所以記憶遺傳目前還很難的證明,除非我們證明人的大腦中在同一位置有同一個神經原的同一個觸角記憶同一中信息.如果這樣的話,記憶遺傳(記憶保存到RNA中)就有可能了。
Ⅲ 人腦神經元存儲多少信息
人腦神經元存儲多少信息?
正如克萊德·托馬斯(Clyde Thomas)引用諾伯特·韋納(Norbert Weiner)(計算機網路學第147頁)所說:「信息就是信息。不是能量,沒有關系」。
丹·盧里(Dan Lurie)也說得很好:「本質上,問題在於我們將信息視為具有意義的信息,但是信息的存儲方式可能沒有客觀的「意義」。
Ⅳ 大腦儲存信息的原理
人類大約有幾百億個腦細胞,每個腦細胞大約有幾百條腦神經,每條神經上大約有幾百個突觸,每個突觸有幾百到幾千個蛋白質,一個腦細胞的作用大約相當於一台大型計算機,一個突觸的作用大約相當於計算機的一塊晶元。可以很簡單地推算出來,人的大腦相當於上千億塊或上萬億塊晶元。
而腦細胞、腦神經、突觸、蛋白質以及組成蛋白質的氨基酸都有很多種,運動起來遠比電路復雜得多了。所以人類搞清人腦功能的時間還要推後。
人的大腦是人體中最微妙的智能器官。它重約1.3千克,體積只有1.4立方米,大約由100多億個神經細胞所組成。每個神經細胞的周圍,有1000~10000個突觸伸展出去,和相鄰的神經細胞的突觸相交聯。這些突觸像電路一樣,都具有一個能通過或停止「電子流動」的「閘門」,因此,大腦能夠儲存10萬億位的信息量。
人腦的思維形式有兩種:一種是形式化思維,是人腦演繹能力的表現,具有邏輯的循序的特點:一種是模糊性的思維,是人腦歸納能力的表現,可同時進行綜合的整體的思考。盡管在人的一生中,每小時約有1000個神經細胞發生障礙,一年內有近900萬個神經喪失功能,然而,即使如此,大腦仍能正常地工作,其主要原因,就是大腦有足夠的「後備力量」。一些神經細胞發生故障,另一些「備用」的神經細胞馬上頂替上來。
Ⅳ 人腦中的信息存儲在哪
人腦的神經生物學結構亦稱腦實體結構,它是指由成百億神經元組成的具有復雜連接通路與迴路的龐大的神經網路。與生物的其它組織器官一樣,腦的神經網路首先是生物進化中遺傳、變異和自然選擇的產物。在物種進化中被創造出來的這種實體結構,被編碼在人的DNA序列中。作為遺傳基因載體的DNA雙螺旋,既能通過不斷的自我復制把編碼腦結構的信息傳遞給後代,又有在個體發育中通過轉錄RNA和轉譯蛋白質的方式把腦的神經網路結構在每一代個體中再現出來。因此,對每一個有認識能力的具體人來說,腦的神經生物學結構首先是由遺傳因素決定的先於自身經驗的結構。
人腦又是一個可塑性很強的神經器官。外界和內部環境中的各種作用或刺激能從個體發育和機能建構兩個水平上影響它的結構與功能的組織形式。
環境因素引起人腦的機能建構過程主要是信息結構的構築和與之相關的機能結構的形成過程。機能建構作用能把編碼在基因中的本能信息和同化於主體中的外來信息緊緊地嵌合在人腦的實體結構之中,逐漸形成不同於實體結構的腦機能結構。
神經心理學的興起使腦機能結構的研究成為一門日趨獨立的新興學科。在這一領域中,前蘇聯著名學者魯利亞做出了意義深遠的貢獻。他澄清了「機能」「定位」等對腦機能結構研究有重要意義的基本概念;創立了神經心理學的臨床測驗法;尤其是劃分出了人腦基本的機能結構系統。他認為,人腦有三個基本的機能聯合區,它們是:(1)保證調節緊張度或覺醒狀態的聯合區;(2)接受、加工和保存來自外部世界信息的聯合區;(3)制定程序、調節和控制心理活動的聯合區。每個機能聯合區又能進一步分成具有不同生理與心理功能的一級皮質區(或投射區)、二級皮質區(或投射-聯絡區)和三級皮質區(或重疊區)〔④〕。魯利亞的精闢見解和對腦機能結構所作的這些劃分,對現代心理學、認知科學的研究具有頗為重要的價值。然而,從腦科學今天的發展水平看,我認為他的研究仍有若干不足之處。其中最突出的,就是沒有把信息存儲系統(即記憶系統)作為一個獨立的機能結構系統提出來,僅把它說成是具有保存來自外部世界信息的第二機能聯合區的獨有功能。
心理學的實驗事實和大量的日常經驗早已示明,人腦不僅能保存來自外部世界的信息,還能保存人的活動技能,人體驗過的情緒、情感以及思維中使用的操作規則、方法策略等等。腦科學的新近研究也指出,人腦中三個基本機能聯合區所在的那些腦組織結構都是記憶信息存儲的場所,並不只限於第二機能聯合區的腦組織。與記憶信息的存入和取出有關的腦組織結構,主要是位於大腦皮層前額葉以及顳葉內下側的海馬和杏仁核等
人腦中的信息存儲系統也是一個最基本的機能結構系統(或機能聯合區)。這個機能聯合區與魯利亞的前三個聯合區有著並列且相互依存的功能。從腦的神經生物學結構看,信息存儲系統的腦組織除前額區、海馬、杏仁核等可做明顯區分外,其餘部分則和上述三個機能聯合區的腦組織重疊在一起,因而難於單獨區分。
綜上所述,人腦的機能結構不僅是發育過程中基因表達的產物,更是以攝取外界信息為前提的腦機能建構的結果。因而它是既包含先天因素又包含習得因素,既包括腦「硬體」又包括腦「軟體」的復雜統一體。人的認知結構、心理結構這類似乎看不見、摸不著的東西,就是嵌合在人腦的機能結構之中,並通過它轉變成了切實可見的存在物的
從腦的神經生物學結構看,信息存儲系統的腦組織除前額區、海馬、杏仁核等可做明顯區分外,其餘部分則和上述三個機能聯合區的腦組織重疊在一起,因而難於單獨區分。
從腦的神經生物學結構看,信息存儲系統的腦組織除前額區、海馬、杏仁核等可做明顯區分外,其餘部分則和上述三個機能聯合區的腦組織重疊在一起,因而難於單獨區分。
Ⅵ 人的大腦是以什麼形式儲存信息的
人類大約有幾百億個腦細胞,每個腦細胞大約有幾百條腦神經,每條神經上大約有幾百個突觸,每個突觸有幾百到幾千個蛋白質,一個腦細胞的作用大約相當於一台大型計算機,一個突觸的作用大約相當於計算機的一塊晶元。可以很簡單地推算出來,人的大腦相當於上千億塊或上萬億塊晶元。
人類目前最大型的並行計算機,美國的白色戰略加速計算機(White ASCI)也不過8000塊晶元,和人類的大腦比,相差大約一億倍,也就是差8到9個數量級。
計算機的運算能力一般用一秒鍾能做多少次加法運算來統計,目前最快的是日本的「地球模擬器」,40億次。
如果用計算機類比人的大腦,由於人腦是超級巨大的並行運算系統,所有突觸以及每個突觸上的所有蛋白質,都可以瞬間同時運動,蛋白質之間又只有幾納米距離,電流在這個距離上一秒可運行幾千億次,人腦運算速度的數量級就大得沒法形容,大約1後面跟27個零到30個零。要知道,40億次,才不過是4後面跟10個零而已,差了大約20個數量級。
所以,如果用計算機來模擬人類大腦的功能,以目前研究進展的速度而言,大約還要一百年才能實現。因為根據著�摹澳Χ��傘保�撲慊�腦慫闥俁讓?8個月提高一倍,也就是每年大約提高0.57倍,要提高20個數量級就需要100多年。俺這輩子肯定是看不到了。
另外還有一個因素沒有考慮,計算機就兩種電路狀態,開或關,而腦細胞、腦神經、突觸、蛋白質以及組成蛋白質的氨基酸都有很多種,運動起來遠比電路復雜得多了。所以人類搞清人腦功能的時間還要推後。
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人的大腦是人體中最微妙的智能器官。它重約1.3千克,體積只有1.4立方米,大約由100多億個神經細胞所組成。每個神經細胞的周圍,有1000~10000個突觸伸展出去,和相鄰的神經細胞的突觸相交聯。這些突觸像電路一樣,都具有一個能通過或停止「電子流動」的「閘門」,因此,大腦能夠儲存10萬億位的信息量。這樣的存貯能力可與1萬台計算機的存貯容量相媲美。
人腦的思維形式有兩種:一種是形式化思維,是人腦演繹能力的表現,具有邏輯的循序的特點:一種是模糊性的思維,是人腦歸納能力的表現,可同時進行綜合的整體的思考。盡管在人的一生中,每小時約有1000個神經細胞發生障礙,一年內有近900萬個神經喪失功能,然而,即使如此,大腦仍能正常地工作,其主要原因,就是大腦有足夠的「後備力量」。一些神經細胞發生故障,另一些「備用」的神經細胞馬上頂替上來。
科學家從人腦的功能原理上,受到了啟發,研製成功了電子計算機。電子計算機是20世紀最重大的發明之一。它具有非凡的計算能力,現代最快的計算機在1秒鍾內,能完成上億次運算,這樣的計算速度和計算過程的可靠性,是人工計算望塵莫及的。計算機還能模仿人的某些感覺和思維功能,按照一定的規則進行判斷和推理,代替人的部分腦力勞動。正因為這樣,計算機受到了人們的高度重視,被稱之為「電腦」,而且在各個領域里得到了廣泛的應用。
現代計算機總是按照人規定的程序進行工作的。在這些程序中,人要為計算機預見到一切可能發生的情況,並安排好計算機該如何作出反應。一旦出現了意料之外情況,計算機也會暈頭轉向,束手無策。
計算機的體積很大,雖然它的元件和人腦細胞的數量一樣多,每個元件的體積為1立方厘米,耗能為0.1瓦;眾多的元件組裝起來,其體積已經是1萬立方米的龐然大物了,它是大腦體積的600萬倍,所需要的能量高達100萬千瓦,相當於一座現代化大型水電站的發電量。
因此,盡管電子計算機的才能非凡,神通廣大,在某些方面遠勝於人,但人腦仍然是世界上最完善的「天然計算機」。
Ⅶ 人的大腦究竟可以存儲多少信息呢
一個人的腦儲存信息的容量相當於1萬個藏書為1000萬冊的圖書館
大腦又稱端腦,脊椎動物腦的高級的主要部分,由左右兩半球組成,在人類為腦的最大部分,是控制運動、產生感覺及實現高級腦功能的高級神經中樞。脊椎動物的端腦在胚胎時是神經管頭端薄壁的膨起部分,以後發展成大腦兩半球,主要包括大腦皮層和基底核兩部。大腦皮層是被覆在端腦表面的灰質、主要由神經元的胞體構成。皮層的深部由神經纖維形成的髓質或白質構成。髓質中又有灰質團塊即基底核,紋狀體是其中的主要部分。廣義的大腦指小腦幕以上的全部腦結構,即端腦、間腦和部分中腦(見中樞神經系統)。
大腦由約140憶個細胞構成,重約1400克,大腦皮層厚度約為2--3毫米,總面積約為2200平方厘米,據估計腦細胞每天要死亡約10萬個(越不用腦,腦細胞死亡越多)。 一個人的腦儲存信息的容量相當於1萬個藏書為1000萬冊的圖書館,最善於用腦的人,一生中也僅使用掉腦能力的10%。人腦中的主要成分是水,佔80%。它雖只佔人體體重的2%,但耗氧量達全身耗氧量的25%,血流量占心臟輸出血量的15%,一天內流經大腦的血液為2000升。大腦消耗的能量若用電功率表示大約相當於25瓦。
Ⅷ 人腦如何儲存信息
大腦神經細胞中的生物分子或大分子或是對應的離子的亞結構(如氨基酸、肽和鹼基)是可以部分帶電、帶磁效應的,客觀世界的畫面和聲光信號可以被人的感官轉化為電脈沖,電脈沖又可以將大腦神經細胞中的氨基酸、肽和鹼基等磁化,磁化的能量就可以是一種聲光信息的存在或表現形式了。就如錄音機的磁帶和電腦磁碟中的磁化信息一樣。
Ⅸ 大腦是怎樣記錄信息的呢那些信號是怎樣被儲存起來的怎樣表達出來的呢
想看到老鼠的大腦是如何工作的嗎?紐約大學醫學院的華裔腦神經專家甘文標博士可以告訴你怎麼做。甘文標的研究小組近日在英國<<自然>>雜志發表研究報告,描述了他們如何實時觀察活體轉基因老鼠的大腦隨時間和外界環境的改變而發生變化。甘博士認為,他們觀察到的老鼠大腦皮層神經細胞的一些微妙變化可能幫助人們理解高等動物包括人類的大腦是如何記錄信息、形成記憶和學習知識的。
甘文標博士告訴多維社說,紐約長島冷泉港(Cold Spring Harbor)實驗室的另一個研究小組也作了類似的實驗。他們同樣觀察到活體老鼠大腦神經元細胞微小突起(Spine)隨環境和時間變化形成和消失。與甘文標博士的研究小組不同的是,冷泉港實驗室的研究觀察到神經細胞突起存留時間不長,而甘博士卻觀察到某些突起一旦形成,絕大多數可以長時間保留,有的甚至保持終生。由此可以推測,這些不斷形成並能保留的神經細胞突起,就是動物大腦記錄信息的物質基礎。
挪威奧斯陸大學的神經科學家奧特森和海爾姆認為,這兩個研究小組將「活體大腦的成像帶入顯微領域,對神經生物學的發展具有深遠意義」。一些專業雜志的評論認為,活體大腦顯微成像實驗為人類進一步研究大腦意識和記憶力的形成提供了非常有力的方法。
據甘文標博士研究小組發表的論文介紹,實驗用的是轉基因技術培育的特殊老鼠。它們的腦神經細胞基因帶有能夠發出熒光的物質,在特殊激光的照射下,可以成像顯示腦神經細胞突起的形成和消失。為取得清晰的圖像而同時不影響老鼠大腦正常工作,研究人員在深度麻醉後的老鼠頭骨上開辟出1毫米見方的觀察「窗口」,再用微型器械將這片頭骨打磨□薄至30至50微米,但並不打穿。同時還不斷使用溶液冷卻打磨部位,以減少打磨產生的熱量,不致傷害大腦皮層。經過這番手術,老鼠大腦上就被打開一個「觀察窗」,研究人員定期通過這個「窗口」拍攝腦神經細胞的變化。
據介紹,包括人類的動物大腦神經細胞通過伸向四面八方的軸突和樹突相互發生聯系,傳遞信息,並形成神經網路,構成大腦記憶和思維的物質基礎。甘文標和同事們的實驗使人類第一次觀察到活體大腦神經細胞在一段時間內的變化。研究人員發現,相互交錯,密如蛛網的腦神經細胞不斷有新的突起形成,也不斷有舊的突起消失。這些突起與相鄰神經細胞的突起聯系,構成象集成電路那樣的神經線路,來完成某些大腦功能。而當動物受到外界刺激時,突起形成和消失的數量驟然增加。據觀察,有些突起只存在很短的時間,例如幾個小時,而另外一些則會長時間存在,並有可能固定下來,形成新的神經線路。
甘文標等人的研究還發現,幼年老鼠的大腦發育有一個「關鍵時期」。在這個期間神經突起形成和消失的變化很大,並為整個大腦神經網路形態的形成打下基礎,大腦在此時獲得基本的經驗和記憶。到4個月大的成年期的老鼠,神經突起仍具有形成和消失的動態變化,但96%的新形成的突起能夠保留1個月以上。許多體積較大的突起能夠保留更長時間,甚至終生。冷泉港實驗室的研究小組卻在6到10周大的老鼠身上觀察到不同的現象,僅有60%的新突起是穩定的,能夠存在8天以上,20%的突起存在不到一天。
加州大學聖迭哥校區的神經生物學家拉里斯奎爾認為,這兩個小組觀察到的結果雖然不盡相同,但並不一定相互矛盾,因為他們觀察的是不同年齡段的老鼠,觀察的大腦皮層區域也不同。據了解,甘文標等人的研究是採用1個月大的青年老鼠和4個月大的成年老鼠,觀察與視覺有關的腦神經細胞;而冷泉港實驗室採用的是6到10周大的少年老鼠,觀察的也是另外一部份腦神經細胞。