人类大脑的记忆存储量可能是之前认为的 10 倍

如果你把所有空间都用来存储MP3,你需要2000年才能全部听完。

与计算机一样,我们的大脑也拥有令人印象深刻的记忆存储能力。科学家们很早就知道,大脑以电脉冲模式存储记忆,这些电脉冲在神经元之间以及神经元内部传递。但他们一直未能量化大脑究竟能存储多少信息。现在,来自索尔克研究所的研究人员利用大鼠神经元的模型,对人脑的存储容量进行了新的估算——1 PB(拍字节),比以往的估算值大10倍。研究人员在《eLife》杂志上发表了他们的研究成果

研究人员知道,突触(信息在神经元之间传递的空间)对记忆和几乎所有其他神经功能都很重要。但科学家们仍然不太了解它们的工作原理,包括它们的大小如何影响信息在大脑中的传递或存储。

在这项研究中,研究人员对大鼠海马体(一个对长期记忆起关键作用的大脑区域)的脑组织进行了高度精细的数字重建。在最小的尺度上,研究人员惊讶地发现,约10%的神经元与其他神经元连接有两个突触(其余90%只有一个突触)。尽管这些突触的大小仅相差约8%,但研究人员确定海马体中存在26种不同大小的突触。这意味着,用计算机的术语来说,每个突触平均可以存储4.7比特(bits)的信息;根据一份新闻稿,如果将这些信息散布到整个大脑,将达到约1 PB,相当于1000 TB(太字节)或1,000,000,000,000,000字节。

然而,对于这个数字,我们也有一些理由持怀疑态度。尽管大鼠大脑与人脑惊人地相似,但它们并不完全相同,突触的大小可能因物种、个体甚至大脑区域而异。一位神经科学家告诉《圣地亚哥联合论坛报》,基于这一新发现,大脑可能能够存储比研究人员估算更多的信息,数量级可能达到三到五 PB。

研究人员对大脑如何利用如此惊人的存储容量还有很多疑问,因为信号在突触之间实际传递的概率只有10%到20%。他们计划在未来的研究中解决这些问题,这可能有助于计算机科学家找到更有效的方法来组织具有深度学习能力或海量存储容量的计算机。

更正 (2016年1月22日,美国东部时间上午9:00):原始报道错误地陈述了每个突触的平均存储空间。应该是4.7比特(bits),而不是字节(bytes),现已更正。抱歉!

 

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Alex 是一位居住在纽约市的科学作家。她曾为《大西洋月刊》、《Motherboard》、《Audubon Magazine》、《The Verge》和《Fast Company》等杂志撰稿。当她不沉迷于科学时,Alex 喜欢旅行、徒步、瑜伽,以及(尝试)烹饪新食物。

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