火火

電腦可以說是近代最重要的發(fā)明，且電腦與大腦有很多相似的地方。電腦可以計算，人腦可以思考;電腦可以儲存數(shù)據(jù)，人腦可以存儲記憶。

所以，自從電腦誕生后，人類就不斷地試圖將腦子里的所有數(shù)據(jù)都輸入電腦。但如今，隨著數(shù)據(jù)量的逐漸增長，電腦的存儲空間已經(jīng)遇到了瓶頸。那么人類是否可以以電腦的方式來解決這一問題呢？

人類大腦與電腦的對比

將電腦比喻成人腦，可以說并不恰當(dāng)。大腦是器官而不是機械，它能夠?qū)W習(xí)、判斷、進化以及適應(yīng)，并且它有意識，能夠使各個環(huán)節(jié)連貫成一個整體。

我們將人腦粗淺地比喻成電腦，更多的是為了讓用戶更容易地理解大腦的存儲原理。

兩手握拳，合在一起形成一個球狀，這個形狀體積就是人類大腦的體積，是人類存儲各種記憶最重要的位置。一件事，一幅圖，一個場景……幾乎所有的事情大腦都能夠?qū)⑦@些信息轉(zhuǎn)化為信號存儲在這個兩個拳頭大小的空間里。

硬盤，是電腦最簡單的存儲單元之一?？葱螤?，其與人類大腦的大小可能沒有多大區(qū)別;但是從存儲的數(shù)據(jù)量來看，單一的存儲硬盤已經(jīng)很難與人類大腦存儲的數(shù)據(jù)相比較。

可以說二者遠遠不是一個數(shù)量級的存儲量，那么人類大腦存儲的信息量相當(dāng)于多少塊這樣的硬盤呢？

大腦記憶容量等于多大硬盤？

人類能夠存儲多少信息呢？如果這些記憶用GB、TB之類的單位衡量，大概等于多大的硬盤呢？雖然至今這個問題一直沒有被認(rèn)可的答案，但是我們可以從其記憶原理來估算一下大腦的存儲容量。

大腦是由神經(jīng)元構(gòu)成的，神經(jīng)細(xì)胞相互之間通過神經(jīng)突觸影響，形成極其復(fù)雜的相互聯(lián)系。記憶就是腦神經(jīng)細(xì)胞之間的相互呼叫作用，其中有些相互呼叫作用維持時間是短暫的，有些則是持久的，而還有一些介于兩者之間，這就形成了我們的長期記憶、短期記憶以，且也會遺忘一些記憶。

2014年3月《自然雜志》有一篇文章分析稱，小鼠大腦的13個神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)，用了高達1TB的數(shù)據(jù)。 而一個重約1.4千克的成年人大腦有大約1000億個神經(jīng)元。

但1000億個神經(jīng)元是否都用來存儲呢？其實，這1000億個神經(jīng)元在人類大腦中并沒有全部被用來存儲，即使如愛因斯坦這樣偉大的科學(xué)家，也只用了自己大腦三分之一的功能。大腦更多的細(xì)胞是處于“待業(yè)”的狀態(tài)，人類并沒有將所有的細(xì)胞都充分地利用起來。一般人類的記憶實際應(yīng)用只相當(dāng)于大腦的十分之一，這也是很多人認(rèn)為人類的潛力依然巨大的主要依據(jù)。

下面我們來推算人類大腦存儲容量的數(shù)據(jù)大小。1000億個神經(jīng)元即使只用十分之一，也有高達100億個神經(jīng)元在使用。而小白鼠13個神經(jīng)元系統(tǒng)就用了1TB的數(shù)據(jù)，那么人類大腦存儲容量相當(dāng)于7.6億TB的數(shù)據(jù)。即使用當(dāng)前最高達8TB硬盤來存儲這些數(shù)據(jù)，也需要9500塊這樣的硬盤。

如果將這些硬盤摞起來，大約有3895000米，相當(dāng)于4703座世界最高的迪拜塔（828.14米）的高度。

當(dāng)然這個數(shù)據(jù)肯定是不準(zhǔn)確的，畢竟大腦超級復(fù)雜的運算規(guī)則并不是計算機所能比擬的。我們主要是通過估算來讓更多的人了解大腦存儲數(shù)據(jù)量之大。

當(dāng)然，如果只會存儲數(shù)據(jù)，那么大腦也不會如此受關(guān)注。收集、整理、分析、檢索、遺忘等等，大腦的功能還有很多值得我們關(guān)注的，也是我們值得研究的課題。

存儲只是大腦的基本功能

人類大腦能夠存儲的數(shù)據(jù)可以說是非常大，但是如果僅限于簡單的存儲，沒有其他功能的輔助，人類也不會有如此豐富的感情。人類大腦還會根據(jù)需要，對所存儲的數(shù)據(jù)進行處理，通過檢索、回憶、選擇、刪除等功能形成了我們?nèi)祟悘姶蟮拇竽X功能。

一直以來，人們一直認(rèn)為不同的區(qū)域分別掌管不同的大腦功能，然而腦部掃描儀的出現(xiàn)粉碎了這一理論。腦部掃描儀結(jié)果明顯表示出大腦的整體協(xié)作性，沒有哪個大腦區(qū)域單獨“控制”一項功能，在大腦進行任何一種連續(xù)活動時，語言中樞都可能閃耀起來，大腦的各個部分似乎有一定的能力范圍，然后根據(jù)當(dāng)前任務(wù)的需要，以特定方式參與活動。

關(guān)于電腦的比喻促使研究人員認(rèn)為大腦跟電腦的各部件還是有區(qū)別的，電腦有明確的模塊化分工，但大腦的各個區(qū)域都是多面手，會根據(jù)當(dāng)前的整體需要而執(zhí)行特定功能。

就像萬能雜物工一樣，一會兒當(dāng)水管工，一會兒當(dāng)電工。

人類大腦的功能更加強大，例如，當(dāng)人們需要回憶某一事情后，大腦就會快速地運轉(zhuǎn)，當(dāng)我們的大腦搜索到相關(guān)信息后，就會依此展開，并且快速地排除掉錯誤信息，尋找到記憶深處相關(guān)的要尋找的信息。這種強大的檢索功能以及排除功能使得大腦能夠快速地尋找到需要的記憶。同時，大腦還能夠根據(jù)數(shù)據(jù)信息進行分層，將重要的信息和新的信息存儲在我們最容易找到的地方。同時大腦還有選擇性記憶功能以及自動遺忘等功能，這些豐富的功能形成了人類神秘的大腦。

目前，大腦的豐富功能一直沒有被完全揭開，但人類會不斷地對這方面進行研究，而通過研究大腦的存儲方式，人類也可能在科研方面有進一步的提升。

人們受動物特征啟發(fā)而研發(fā)出新的東西的例子很多，例如現(xiàn)代雷達與蝙蝠、模仿魚兒做的船體等等。

大腦研究對人類意義重大

人類根據(jù)生物的生活習(xí)性和生理結(jié)構(gòu)發(fā)明創(chuàng)造了很多東西，而如今，我們正處在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)呈幾何狀態(tài)爆發(fā)，數(shù)據(jù)存儲的方式面臨著極大的挑戰(zhàn)。當(dāng)前的存儲技術(shù)已經(jīng)遇到瓶頸，已經(jīng)很難滿足如今迅速爆發(fā)的數(shù)據(jù)存儲需求。那么人類在模仿大腦存儲方面有哪些進展呢？

下面我們就來了解一下人類在這方面的進展。

模仿創(chuàng)造 大腦引領(lǐng)未來存儲趨勢

美國科學(xué)家的一項最新研究確定了大腦分配細(xì)胞進行編碼和記憶存儲的關(guān)鍵機制是大腦的蛋白質(zhì)，而這種蛋白控制著大腦中神經(jīng)元參與記憶形成的幾率，直接影響著人類的記憶功能。

當(dāng)前，人們主要的研發(fā)都是針對蛋白質(zhì)以及這些蛋白質(zhì)的DNA進行。

美國康涅狄格大學(xué)的研究人員將他們的全息存儲系統(tǒng)構(gòu)建在重新處理過的蛋白質(zhì)上，目前這種基于蛋白質(zhì)的全息媒體存儲技術(shù)有潛力將數(shù)據(jù)存儲成本大大降低，可以重復(fù)擦寫1000萬次以上 。

如果研究人員找到一種適當(dāng)?shù)倪z傳性變型，目前的生物技術(shù)能夠很快大批量生產(chǎn)，并且成本較低。

除了在蛋白質(zhì)方面的研究，人們對人類大腦蛋白質(zhì)DNA存儲方面也進行了大量的研究，人們很早就覬覦激活自身的基因代碼存儲數(shù)據(jù)的潛力，但如何將信息編碼進DNA遺傳物質(zhì)再如何解讀出來，一直是個難題。哈佛大學(xué)維斯生物工程研究所就一直進行這方面的研究，如果這方面取得進展，那么未來拇指大小的設(shè)備就能存下整個互聯(lián)網(wǎng)的信息這一夢想就是可以實現(xiàn)的。

科技反哺 芯片幫助人類存儲記憶

當(dāng)然，人類除了利用人類的生理結(jié)構(gòu)改善存儲技術(shù)的同時，也在利用科學(xué)技術(shù)來彌補人類本身的一些缺陷。勞倫斯·利弗摩爾國家實驗室中的科學(xué)家們目前正在共同合作研發(fā)一個小型電腦芯片，該芯片可以非常順利地植入大腦，并幫助那些神經(jīng)細(xì)胞受損的人們存儲記憶。

目前，細(xì)胞基因存儲的大門已經(jīng)打開，通過模仿人類大腦存儲原理，可以為我們的科研技術(shù)提供一個很好的研究方向;而通過科研技術(shù)的反哺，人們則可以幫助大腦活動性障礙人群進行記憶存儲。當(dāng)然，目前針對人類大腦的研究還很有限，仍需要進行大量的相關(guān)工作，但這項研究值得人類長期堅持，它將引領(lǐng)我們走向不可思議的未來。