人脑的记忆存储容量有多大?这是一个老话题了。
根据此前的研究,有科学家认为人脑的存储容量大约为1TB,不过也有科学家认为应该有100TB。
人脑虽然不是自然界中最大的,但却是最发达的。在所有哺乳动物中,人脑占身体的比例最大。人脑虽然只占了身体重量的2%,却消耗着20%的能量。在人类的进化史中,人类的脑容量一直在增加,现在已经接近1500毫升了。
神经元的数量的对应着着脑的能力。研究发现,人脑大约包含了860亿个神经细胞,其中大脑皮层就占了140亿个神经细胞。
神经细胞又叫做神经元,它是神经系统最基本的功能和结构单位。这些神经元就像计算机中的门电路,是基本的逻辑单元,它们复杂的连接在一起,而且是大规模串并联,最终和神经胶质细胞一起构成人脑这一复杂的中枢神经系统。
神经元由细胞体和突起两部分组成,其中突起又分为轴突或树突。树突像树根一样有很多分支,但是很短;轴突则细而长,分支少。树突的作用是接收轴突传来的信号。轴突的作用则是接受各种外来刺激信号,人类各种各样的感觉就来源于轴突延伸出来的神经末梢,这些神经末梢会与各种感受器(比如热觉感受器)连接在一起。
神经元和神经元之间的连接部分叫突触,它们就如同计算机中的晶体管,可以控制信号的输入输出。这些突触是由轴突末梢各分支的突触小体与细胞体、树突相连接形成的,负责神经递质的存储和释放。神经递质(比如乙酰胆碱)是脑中传递信息的基本化学物质。
为什么说是潜在呢?因为人脑虽然拥有众多的神经元,但并非都可以用来存储信息,脑中各个区域具有不同的分工。我们目前尚未完全弄清人脑的运转机制,所以理论值可能并没有这么高。
计算机中的信息是按照二进制一板一眼的存储在存储器中,不过人脑的存储机制和计算机中有所区别,人属于模糊记忆,我们很难记住事物的细节就是这个原因导致的。因为大脑的数据处理能力有限,会对这些离散化的信息会进行权重分配,细节往往就被忽略掉了。人工神经网络就类似于这种模型,通过对不同数据赋予不同的权重,进而实现模糊计算,用来模拟人脑非线性、非精确的数据处理能力。
人的记忆分为瞬时记忆、短期记忆和长期记忆。短期记忆会随着反复的刺激而变为长期记忆力,这种影响会表现在神经元间的突触变化上。人的记忆会因为遗忘变得模糊,只有经常强化刺激(比如回想),记忆才能长久保持。现在人很少写字,出现提笔忘字的现象,就是记忆出现了遗忘。人类记忆的遗忘规律可以参考艾宾浩斯记忆遗忘曲线。
如果将一个图书馆中的内容都装进脑中,用处也不大,因为数据太多反而会拖累读取速度,我们需要的是在理解的基础上建立更有效的神经连接通路。