綜述
長時間以來,科學家們一直在試圖研究人類本身的奧秘,想要發現我們作為“人類”與其他動物之間的根本區別。
目前來說,在人類現有的科技手段下,人體中最深奧以及最難以解釋清楚的必然是大腦。
大腦的重量大概是1.4千克,佔了人類體重2%左右,看似十分不起眼,而且其中80%的主要成分是血液,裡面的血管長度都有16千米,一天之內流過大腦的血液足足就有2000升。
同時大腦每天所消耗的能量也是比較大的,換算成電功率可以表達為大腦需要耗費25瓦,甚至消耗的氧氣也佔了全身耗氧量的1/4。
老人們常常說,腦子不經常用人就會變笨。這句話其實也是有一定的科學依據的,因為科學家們發現,人類的大腦每天都會有10萬個左右的腦細胞死亡,而越發不喜歡用腦的人,死亡的腦細胞數量也就越多。
之前科學家們認為腦細胞並不會分裂、復生,一旦死亡,則死一個,就少一個腦細胞。但是在2019年,有科學家們透過實驗和分析,最終得出原來80多歲的老年人體內也會有新的腦細胞復生,一個健康的人類大腦每天都會有大量腦細胞誕生。
大腦的神奇之處還有很多,如果將它當做一臺電腦,大腦可以儲存多少G的記憶體空間,一起來看看吧。
大腦如何儲存資訊?
我們都知道,大腦被“封印”在了我們的頭顱當中,它如何能夠幫助我們“看見”周圍發生的事情,又是怎麼讓我們記憶這些事情的呢?
這其實是因為大腦相當於是人類的“總指揮官”,人體就像是一個無比忠誠高效的軍隊一般,視覺、聽覺、嗅覺、味覺以及面板接觸所感受到的觸覺全都會在第一時間彙報給了大腦。
大腦在得到這些外界資訊以後,就會立即轉化為神經訊號,從而進行分析處理。
比如說我們現在環顧四周,眼睛會每秒給大腦傳遞1000億個訊號,然而我們大腦中所“看到”的畫面,其實只有10%左右資訊是從視神經接收到的。
因為大腦也在對其進行詳細的理解和分析,不斷地判斷“這個畫面”到底是什麼,它有什麼意義,對於我們本身有危險嗎。
也因此,當我們的感官系統在透過神經輸入給大腦資訊,都需要大腦進行自己的分析和理解。
隨後再將這些資訊編碼成為在神經傳遞的電訊號和化學訊號,再轉為網路結構,從而透過較為雜亂的記憶儲存方式,轉為了瞬時記憶、短時記憶或者是長時記憶。
大腦並不會像是電腦一樣,將接收到的資訊整體放在某一個資料夾當中,以便我們需要的時間選用,而是會將一段記憶的資訊分成不同的部分,比如這段記憶裡有什麼人,長什麼樣子的,在哪個地方,事情發生的背景,“我”的想法和感覺是什麼等等。
這些記憶碎片又會被儲存到不同的地方,等需要的時候再拼接組裝而成,這也是為什麼我們的記憶有時候會模糊不清,甚至很容易被他人誤導,因為相關的記憶碎片很有可能在時間的流逝下已經變了好幾次儲存的位置了。
除了上面所說的三種不同時間的記憶以外,大腦中還有一種工作記憶,即科學家提出的擴充套件短時記憶,甚至能夠代替後者的模式。
那麼工作記憶是什麼呢?其實就是在容量比較有限的系統裡面,由於工作的需要,將長時記憶中的部分資訊提用出來,進行暫時的加工和儲存,用完再放回去的聯合運作方式。
這也是我們日常生活當中很多時候都在使用的能力,比如考試當中閱讀文字,計算數學,甚至是我們在進行思考等活動的時候,都是工作記憶。
再詳細一點的舉例,則是假設我們計算“4*5*8*2”的算式,那我們就必須要在工作記憶裡記住“4*5=20”的第一步結果,然後記住下一步“20*8=160”的第二步計算結果,這些結論必須要在工作記憶裡被儲存。
而且不僅僅是短暫地儲存,還需要對其加工處理,如果出現了問題,比如計算出來結果但是根本記不住“20”或者“160”,那麼我們就無法對這一整個算式進行計算。
大腦有多少記憶體?
如果我們回憶過去,雖然不會有非常“高畫質”的記憶,但是可能會有許多零零碎碎的模糊記憶片段,可能是幼年時期的一次摔跤,可能是幼兒園時期和老師同學們一起玩遊戲,甚至有的人還能隱隱約約記得自己兩三歲時候發生的事情。
這些記憶都屬於是長時記憶,即在大腦的儲存時間超過1分鐘,會陪伴自己幾年,甚至是直到死亡的回憶。
從我們出生到現在漫長的時間,這些長時記憶的容量和數量似乎是無限的,有科學家們認為它的儲存範圍大概是5萬到10萬個組塊,那麼我們的大腦到底可以儲存多少內容呢,如果將它比作為一臺電腦,大腦可以擁有多少G的記憶體?
如今我們所用到的電腦通常來說都是以G為單位,目前普通的電腦大多都是256GB的儲存空間,然而隨著電腦使用的時間增加,使用的次數增多,下載的軟體、檔案、資料等資料也變得越來越多,原本的記憶體也會變得不夠。
目前的主流觀點認為記憶儲存在神經網路當中,即人類大腦的神經元、細胞、觸點等等共同形成的網路,我們的記憶就被儲存在這樣一個分佈廣泛的網路當中,而沒有被放在專門進行存放。
2014年,科學家針對小白鼠進行了神經元的實驗,因為小白鼠的基因序列與人類比較相像,而它本身又並非屬於瀕危動物,容易飼養,數量也非常多,個體差異也較小,因此常常使用小白鼠進行關於人類的實驗。
而在這場神經元實驗當中,科學家發現小白鼠的大腦中只存在著13個神經元,但這13個神經元卻高達1TB的記憶體容量,即1024GB。
如果是按照這樣的方式來計算,那麼這就代表1個神經元大概有0.0769TB容量。根據科學家們的研究,一個成年人大腦中的腦細胞有140億至160億左右,神經元大概有1000億左右。
若是按照人類有1000億個神經元來計算,透過1000億*0.0769TB,我們可以得到大約77億TB的記憶體。如果是再將77億TB換算成GB,則人類的大腦相當於是大概78848億G。
要知道對於我們來說,日常使用的電腦其實最多512G就能滿足大多數人的需求了,平時清理清理多餘的垃圾資料,將不常用的客戶端刪除,除了一些需要下載大量記憶體資料的需求,其他基本已經足夠。
一般來說,50G的記憶體能夠存下的內容已經很多了,假設一個人以1分鐘200字的打字時速,不考慮其他的影響,他需要花費大概200年的時間才能將這50G的記憶體裝滿。
78848億G記憶體實在是太大了,就好比人類本身就是一臺超級計算機,每個神經元連線的突觸,以及突觸上面的蛋白質,一旦接收到了來自大腦的命令訊號,就會立刻開始同時執行。
又因為這些突觸上面的蛋白質相距極其近,只有短短几nm,電流在這樣短的距離甚至1秒鐘能夠執行上千億次。
而這些蛋白質不過是一個突觸上面的幾百或者幾千中的一部分,這一個突觸也只是神經元平均具有的15000突觸之一,可想而知,人類1000億個神經元有多少突觸,又有多少蛋白質,又會產生多麼強大的能量。
既然大腦的儲存如此龐大,處理資料的能量也非常強大, 那麼為什麼我們還是會經常遺忘一些事情,想不起來東西呢?
這其實就是與上面所說到的人類的記憶儲存方式有關,除此之外,還因為我們的一部分並沒有被儲存在長時記憶裡,而是在短時記憶。
它存在於我們大腦的時間比較短,隨著時間的流逝,我們就會很快遺忘它們,這也是大腦將這些有時限的記憶清除了的原因。
過去很多人都認為,人類的大腦並未被完全開發,甚至只是開發了10%左右的部分,根據這個說法,許多科幻題材的小說和電影紛紛創作了出來。
還有一些人認為,如果將人類的大腦開發到了100%,那麼這個人將會獲得如同神一般的能力,還能不受一切約束,穿越時空。
但是其實這種說法是錯誤的,這就好比電腦的CPU一樣,硬體好的電腦,CPU所能發揮的效能也就越好,反之亦然。
人類的身體效能不同,大腦所能發揮出來的能力也就不一樣,人類的活動也會影響到大腦的潛能,只是目前還沒有能夠完全發揮大腦潛能的發現。
結論
事實上,我們的大腦一直以來都被我們低估了,它具有著非常強大的能力,甚至遠比電腦更加忙碌和高效,可以將我們隨時隨地看到的各種資訊進行分門別類,然後儲放在大腦中,讓我們能在必要的時刻取出來回憶。
雖然有一部分的記憶隨著時間太久遠,被大腦藏得太深,無法取出來,但是如果在未來科技下,我們對於大腦的研究更加深入,我們或許將會擁有隨存隨取的記憶能力。