1. 人類的大腦能夠保存多少信息大腦與電腦相比，保存信息的方式有何區別
一個人的大腦存儲信息的容量相當於一個1000萬本書的圖書館。大腦，也被稱為終端大腦，是脊柱動物大腦的先進部分，由左右兩個半球組成。人類大腦的最大部分是控制運動、產生感覺和實現先進大腦功能的先進神經中心。脊柱動物的終端大腦是胚胎中神經管頭部薄壁的膨脹部分，後來發展成大腦的兩個半球，主要包括大腦皮層和基底核。大腦皮層是覆蓋在終端大腦表面的灰色物質，主要由神經元的細胞組成。皮層的深部由神經纖維形成的髓質或白質組成。髓質中也有灰色的團塊，即基底核，紋身體是主要部分。廣義的大腦是指小腦幕以上的所有大腦結構，即終端大腦、間腦和部分大腦。
鑒於過去幾十年計算機技術的快速發展，你可能會認為計算機更有優勢，更有效率。事實上，計算機可以很容易地在許多方面和許多復雜的游戲中擊敗人類，但它不是人類設計的。然而，不可否認的是，人類在執行許多任務方面仍然優於計算機，比如在擁擠的城市街道上識別自行車或特定的行人，並順利地說一杯茶，更不用說概念和創造力了。我們必須承認，人類的大腦仍然比計算機更靈活、更普遍和學習。隨著神經學家對大腦的理解，發現更多關於大腦的秘密，計算機工程師可以繼續獲得靈感，進一步改善和提高大腦的結構和性能。無論誰是贏家，跨學科的合作和研究都將促進神經解學和計算機的發展。
2. 大腦是怎樣存儲信息的
在整理分類能力方面，大腦幾乎是無與倫比的，它能夠歸類和存儲所吸收的所有主要數據。
例如，要學會確認和辨別狗，你的大腦就設置了有關狗的存儲檔案。你要學會辨認的每一個其他種類的狗，也以相似的模式系統得到存儲。對鳥、馬、汽車、笑話或者任何其他內容，亦是如此。現在許多科學家認為，我們將許多相互關聯的內容，像樹上的樹枝那樣存儲在記憶中。
但是，大腦比這要復雜得多。如果我們要你舉出你所知道的蘋果種類，你會按照你的「蘋果」記憶樹馬上說出：紅蘋果、黃蘋果、青蘋果等等。我們要你列出你知道的所有水果，你會將蘋果連同桔子、梨子、葡萄一起存儲在你的「水果」記憶樹上。
如果我們要你舉出圓形物的名稱，你會依照你的「圓形物」記憶樹將桔子包括在內。因此，你的大腦將信息分類到許多不同的類別中——就像圖書館相互參照的書籍或書後索引。
然而，大腦效率更高。它通過充分利用聯系來存儲這樣的信息。每個人的大腦有一個聯系皮層，它按照不同的記憶庫將相似的信息連接起來。
以演講作簡單的實驗。大多數人將演講列為他們最大的恐懼之一。讓任何人馬上在公眾場合作即席演講，他的第一反應肯定是一言不發。腎上腺素迅速掠過腦細胞，大腦下調進了原始模式，恐懼關閉了他的記憶庫。他太恐懼了！但是，讓另外一個人開始講述隨便什麼笑話，群體中的每個人幾乎馬上會開始記起一個相關的幽默故事。又如，在聚會上人們圍著鋼琴，當一個人開始唱歌時，其他每個人幾乎馬上會記起這首歌。
這彷彿就像我們每個人有存儲信息的巨大能力——並且能在觸發正確的聯想時記起這些信息。事實上，這確實如此。外科醫生在手術中將電極接到大腦相應部位，會驚奇地發現，病人在蘇醒後會完整地回憶起特定的事件，甚至回溯到他們的童年。當然，這種情況通常在催眠狀態下發生。催眠師「解開了我們的思想之結」，並幫助我們回憶起存儲了多年的信息。
學習以分類和信息，這也許是通向開發你大腦潛力的第一步。
通過將記憶內容與給人印象深刻的畫面聯系起來並使用你的大腦一個或更多的能力，是提高你的記憶能力的首要方法之一。
3. 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。
4. 大腦是怎麼進行數據處理的
每個人思考問題的思路都是不一樣的，不同的經歷，就會有不同的思路。跟自己的生活環境，跟自己身邊的人都有或多或少的關系，他們會影響著你的思路，他們可能是你的榜樣，也會成為你的對比目標，或者極端地說，是你另一種不好的刺激。
大腦除了睡眠都在思考，過程卻不一樣了。這個應該有時間段，早晨思維就是吃飯，盡量吃好，還不能太飽，營養還得夠。上午考慮工作，以此類推唄。
歷史小說作家，就想把歷史再現給大家，他就得深入生活做調查，怎麼寫出好作品，既要高於生活，指導生活，願於生活，作家思維過程就要長期想著作品。普通人思維過程簡單，尤其是好玩的人，就想打麻將贏，周而復始。
5. 人腦細胞是怎樣存儲和記憶信息的
我們記住的東西究竟是如何放在我們的頭腦中的呢？不少學者提出了關於記憶生理機制的假說。
1.條件反射假說
根據巴甫洛夫經典條件反射理論，記憶就是大腦皮層暫時神經聯系的接通、鞏固和恢復。暫時神經聯系的接通，就是識記；暫時神經聯系的消退，就是遺忘。
但這種假設目前尚缺少明確的證據。
2.神經細胞化學假說
該假說把核糖核酸(RNA)看作是記憶分子。也就是記憶信息是在RNA中潛藏著的。
目前已有一些行為證據支持該假說。如人腦細胞中的RNA的濃度跟人的學習能力一樣先隨年齡而增，然後又隨年齡而下降。學會走迷宮的白鼠比沒有學會的白鼠大腦中的RNA濃度要高。
但是，到目前為止，記憶信息是如何編碼，這種編碼又是什麼，至今仍是個謎。
3.記憶的腦定位說
加拿大生理學家潘菲爾德在醫治癲癇病人時發現，大腦的不同部位儲存著不同的信息。
一般認為言語信息儲存在腦的左半球，形象記憶可能在大腦右半球。
6. 大腦是如何將外部信息轉換為記憶並儲存起來的
大腦是我們身體儲存信息，處理信息最重要的部位，我們現在還能夠有自己的意識，能夠指揮自己身體能夠和周圍的世界產生交流，都是因為我們的大腦，大腦儲存信息當然不是，那麼簡單的記憶可以分為短期記憶和長期記憶。
人有的時候記不住很多的東西是一種幸福，因為如果你生活中所有的事情都記得的話，你會很痛苦，很多事情你不應該記住的，比如過去看到的一些恐懼的東西，過去感情中生活中一些不開心不幸福的東西，如果這些悲傷的記憶都停留在腦海里，你的精神肯定是承受不了的，所以那些真正有價值的事關生存法則的文化結構的這些東西才值得我們長期的儲存。
7. 大腦是如何進行數據處理的
如果將人和計算機比較的話，確實有些相似之處：人的四肢和五官都是輸入和輸出設備，全身的神經網路相當於大腦的數據線，大腦左半區相當於CPU，海馬體相當於內存。
大腦擁有各種處理演算法，如視覺處理模塊、聽覺處理模塊、語言處理模塊、運動處理模塊、空間方位處理模塊等。從某種意義上來說，人的大腦，確實是一台無與倫比的超級電腦。然而，人的大腦工作機制至今還是一個前沿課題，種種不解之謎尚未完全揭開。
我們從能記事開始，大腦中就開始保存各種看到和感知的事情，就像是在存檔一個個視頻快照，只要意念一起，大腦中的神經元就能啟動播放程序，不想看來了，就放回去，這就是我們的記憶。
人腦的神經元是生物形態的神經網路，比起計算機的CPU要高級幾個維度，它們在意識的參與下，是如何完成記憶、計算和學習的，到目前為止還沒有一個很確定的答案。
如果完全弄清楚了人腦的工作機制，那目前最具劃時代意義的學科——人工智慧，將會出現飛躍式的發展。
8. 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。
9. 計算機的信息和大腦的信息有什麼區別
雖然腦機這個比喻已經為認知心理學服務，但認知神經科學的研究揭示了大腦與計算機之間的許多重要差異。了解這些差異可能對理解神經信息處理的機制意義重大，並最終對人工智慧的創建至關重要。下面，我回顧一下這些差異中最重要的一些（認知心理學未能認識到這些差異的後果）：在這個優秀的（雖然冗長）講座中也涵蓋了類似的理由。
差異1：大腦是模擬的；電腦是數字的
很容易認為神經元本質上是二進制的，因為如果它們達到一定的閾值，它們就會觸發一個動作電位，否則不會觸發。與數字「1和0」表面上的相似性掩蓋了神經元處理的各種連續和非線性過程。
例如，信息傳遞的主要機制之一似乎是神經元的激活率——一個實質上連續的變數。類似地，神經元網路可以相對同步或相對無序地激活；這種連貫性影響下級神經元接收信號的強度。最後，每個神經元內部都有一個漏電積分器電路，由多種離子通道和不斷波動的膜電位組成。
如果沒有認識到這些重要的微妙因素，便可能會導致Minksy&Papert臭名昭著的感知器的錯誤表徵——這種神經網路在輸入和輸出之間沒有中間層。在線性網路中，由三層網路計算的任何函數也可以通過適當重新排列的兩層網路來計算。換句話說，多個線性函數的組合可以通過一個單一的線性函數來精確建模。由於簡單的2層網路無法解決許多重要的問題，Minksy&Papert認為，大型網路也不能。相反，現實中的神經網路所執行的計算高度依賴於層數——因此，「感知器」嚴重低估了神經網路的計算能力。
差異2：大腦使用內容定址內存
在計算機中，內存中的信息是通過查詢其精確的內存地址來訪問的。這就是所謂的位元組定址內存。相比之下，大腦使用內容可定址的存儲器，例如信息可以在內存里通過「擴展激活」從相關概念中得到。例如，考慮到「狐狸」一詞，可能會自動將其激活擴展到其他聰明的動物，獵狐騎士或有吸引力的異性等有關記憶。
最終的結論是，你的大腦有一種「內置的Google」，其中只有一些提示（關鍵詞）足以導致一個完整的記憶被檢索。當然，在計算機上也可以做類似的事情，主要是建立大量的存儲數據索引，然後存儲和搜索相關的信息（順便說一下，這幾乎就是Google做的）。
雖然這似乎是計算機和大腦之間相當小的差別，但它對神經計算有深遠的影響。例如，認知心理學的持久辯論涉及信息是由於簡單的衰減還是由於其他信息的干擾而丟失。現在回想起來，這個辯論部分是基於這樣的假設，即這兩種可能性是可以分離的，就像它們可以在計算機中一樣。許多人現在意識到這個辯論是一種錯誤的二分法。
差異3：大腦是一個大規模的並行機器；電腦是模塊化和串列的
腦機隱喻導致的一個不幸後果是認知心理學家有在大腦中尋求模塊化的傾向。例如，計算機需要記憶的想法導致一些人尋求「記憶區域」，而實際上這些區別是非常混亂的。這種過度簡化的一個後果是，我們現在才知道「記憶」區域（例如海馬）對於想像力，新目標的表示，空間導航和其他多種功能也是至關重要的。
同樣，人們可以想像大腦里有一個「語言模塊」，就像計算機中可能有自然語言處理程序一樣。認知心理學家甚至聲稱基於大腦布魯卡區域受損的患者已經找到了這個模塊。最近的證據表明，語言也是通過廣泛分布的一般性區域的神經迴路計算實現的，而布羅卡區域也可能涉及到其他的計算。
差異4：大腦中的處理速度並不固定，沒有系統時鍾
神經信息處理的速度受到各種約束，包括電化學信號穿過軸突和樹突的時間，軸突髓鞘的形成，神經遞質穿過突觸間隙的擴散時間，突觸功效的差異，神經發射的一致性，神經遞質的當前可用性以及神經元先前激活的歷史。雖然心理測量學家稱之為「處理速度」的東西存在個體差異，但這並不反映單一的或單一的構造，當然也不像微處理器的速度那麼具體。相反，心理測量學的「處理速度」可能是對上述所有速度約束條件的不同組合。
同樣的，大腦中似乎沒有任何中央時鍾，人們對大腦的時間保持裝置如何做到像時鍾一樣存在爭議。僅舉一個例子，小腦通常被認為是計算涉及精確計時的信息，如精細運動所需；然而，最近的證據表明，大腦中時間的保持更像是水面上的漣漪而不是數字時鍾。
差異5: 短期記憶不像RAM
雖然RAM和短期或「工作」記憶之間的明顯相似性使許多早期的認知心理學家感到有底氣，但仔細檢查可以發現其中驚人的差異。盡管RAM和短期記憶似乎都需要能源（在短時記憶的情況下持續的神經元放電，在RAM的情況下持續的電力），但短期記憶似乎只能保持長期記憶的「指針」，而RAM保存的數據與保存在硬碟上的數據是同構的。
與RAM不同的是，短期內存的容量限制是不固定的；短期記憶的能力似乎隨著「處理速度」的差異而出現波動（見第四種差異），也隨著專業知識和熟悉程度波動。
差異6：不能把大腦和思想區分為硬體和軟體
多年來，人們很想像大腦是正在執行「心智程序」或「心智軟體」的硬體。這就產生了各種各樣的抽象程序式的認知模式，其中大腦如何執行這些程序的細節被認為是無關緊要的，就像Java程序可以完成與C ++程序相同的功能一樣。
不幸的是，這個吸引人的硬體/軟體之分掩蓋了一個重要的事實：頭腦直接從大腦中產生，而頭腦中的變化總是伴隨著大腦的變化。任何抽象的認知信息處理總是需要指定神經元架構如何實現這些過程——否則，認知建模是嚴重欠約束。有人把這個誤解歸咎於「象徵性AI」臭名昭著的失敗。
差異7：突觸比電子邏輯門復雜得多
腦電比喻的另一個有害特點是似乎表明大腦也可能以邏輯門傳播電信號（動作電位）為基礎進行操作。不幸的是，這只對了一半。信號沿著軸突的傳播方式實際上是電化學信號的傳播，這意味著它們比計算機中的電信號傳播得慢得多，並且可以以各種各樣的方式進行調制。例如，信號傳輸不僅取決於假定的突觸結構的「邏輯門」，還取決於突觸間隙中存在的多種化學物質，突觸與樹突之間的相對距離以及許多其他因素。這增加了在每個突觸中發生的處理過程的復雜性——因此認為神經元僅僅起晶體管的作用是完全錯誤的。
差異8：與電腦不同，處理和記憶由大腦中的相同組件執行
計算機使用CPU處理來自內存的信息，然後將處理結果寫回內存。大腦中不存在這樣的區別。當神經元處理信息時，它們也在修改它們的突觸——神經元本身就是記憶的基質。因此，從記憶中檢索總是會稍微改變這些記憶（通常使它們變得更健壯，但是有時會使它們更不準確）。
差異9：大腦是一個自組織系統
從以前的觀點來看，這一點是自然而然的——經驗以一種在傳統微處理器中不會發生的方式深刻而直接地塑造了神經信息處理的本質。例如，大腦是一種自我修復的電路——一種被稱為「創傷誘發可塑性」的事件在傷害之後起作用。這可能會導致各種有趣的變化，包括釋放大腦中未被利用的潛能（被稱為獲得主義），以及其他可能導致嚴重認知功能障礙的變化（不幸的是這在創傷性腦損傷和發育紊亂中更典型）。
在神經心理學領域由於沒有意識到這種差異而導致了一個錯誤的結果，那就是檢查腦損傷患者的認知表現以確定受損區域的計算功能。不幸的是，由於創傷引起的可塑性知之甚少，邏輯不可能如此簡單。在發育障礙和新興的「認知遺傳學」領域也出現了類似的問題，其中神經自我組織的後果經常被忽視。
差異10：大腦可以使用身體
這並不像看起來那麼微不足道：事實證明，大腦有一個驚人的優勢，就是它擁有一個可以使用的身體。例如，盡管直覺上你感覺到可以閉上眼睛並能了解周圍物體的位置，但是在變化盲區領域的一系列實驗表明，我們的視覺記憶實際上相當稀少。在這種情況下，大腦將其記憶需求「卸載」到它所處的環境中：當瞥一眼就能確定的時候，為什麼還要記住物體的位置呢？傑里米·沃爾夫（Jeremy Wolfe）的一組驚人的實驗已經表明，甚至在被問及幾百次在計算機屏幕上顯示哪些簡單的幾何形狀之後，人類受試者是通過目光而不是死記硬背來回答這些問題。來自其他領域的各種證據表明，我們只是開始了解信息處理中具體化的重要性。
額外令人興奮的差異：大腦比任何現有的計算機都大得多
精確的大腦生物模型必須包括細胞類型，神經遞質，神經調節劑，軸突分支和樹突棘之間的大約225,000,000,000,000,000次的相互作用，並且不包括樹突幾何或者大約1萬億個膠質細胞對神經信息處理可能重要或不重要的細胞的影響。由於大腦是非線性的，因為它比現在所有的計算機都大得多，所以它可能以完全不同的方式運行。腦機隱喻掩蓋了原始計算能力中這一重要但可能很明顯的差異。
譯者註： 該文為我們澄清了長久以來關於大腦與計算機之間的類比認知所 存在的諸多錯誤認識或誤區。人工智慧也許不單純是結構上模仿大腦或者通過機器模仿腦的外在智能表現。腦的內部信息處理機制迄今仍然是一個謎。而充滿迷的大腦現在要創造跟自己一樣有智能的機器腦，這個悖論用對稱邏輯如何破解？
10. 人類的記憶信息是如何存儲在大腦中的
人類的記憶信息存儲在大腦中的方法：
人腦的大腦皮層、小腦、海馬體、杏仁核等等結構是有plasticity（可塑性）的，腦的可塑性簡單說就是可以修改神經間的網路和單個神經的反應特性。經過修改的網路，每次有同樣的輸入的時候，都會有同樣的輸出，這么一來，記憶就存在並且可以被調用了。於是自然界的事物被編碼成神經電信號和化學信號在腦中被處理，這些信號被再度編碼成為網路結構，形成短時或長時記憶。不同的結構有不同的記憶類型和時效，如杏仁核主要參與情緒的短期記憶，小腦參與肢體動作的短期及長期記憶。
人腦的記憶有三種形式：瞬時記憶，短時記憶，長時記憶。
瞬時記憶一般是以圖像和聲音的形式存在的，只有通過注意才能被人所感知，變為短時記憶，不然就會被遺忘。
短時記憶的存在時間一般是4秒以內，也是以圖像和聲音為主，小部分為意義記憶。短時記憶的容量一般被稱為記憶廣度，大小一般是7±2個，這是衡量一個人記憶好壞的一個指標。短時記憶要通過復述才能轉為長時記憶，不然就會被遺忘。
長時記憶即所謂的永久記憶，廣度無限，一般以意義記憶為主。它是可以被人腦所提取的記憶，一般遺忘的原因會是干擾或消退。由聖地亞哥加州大學的克里斯·史密斯和拉里·史奎爾帶領的一項新研究，現在提供證據表明，記憶的時間在一定程度上確定了我們在回憶它時是在何種程度上依賴於額葉皮層和海馬的。換句話說，回憶在腦中的儲存部位是依據記憶內容的時間長短而變的。
史密斯和史奎爾改進了他們的實驗, 這樣他們就能判定記憶時間的長短對問題編碼和記憶的回憶豐富量各自的影響。組數據表明，當被試們自薦回想起以前的記憶時，內側顳葉結構（海馬和杏仁核）的活動也逐漸減少。這下降的活動對新聞事件發生了在12年內的記憶來說是正確的，但是當所要回憶的事件是發生在12年以前的話，大腦這些部位的活動就會處於一個高的活動水平。這些相反的活動模式在額葉，頂葉和顳葉外側被觀測到了：在這些領域的活動隨著被要求回憶的新聞事件的年代久遠增多，但在回憶更多最近發生的事件時仍然保持不變。