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(jì)算，人腦可以思考;電腦可以儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，人腦可以存儲(chǔ)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(chǔ)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(jī)械，它能夠?qū)W習(xí)、判斷、進(jìn)化以及適應(yīng)，并且它有意識(shí)，能夠使各個(gè)環(huán)節(jié)連貫成一個(gè)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(chǔ)原理。

兩手握拳，合在一起形成一個(gè)球狀，這個(gè)形狀體積就是人類大腦的體積，是人類存儲(chǔ)各種記憶最重要的位置。一件事，一幅圖，一個(gè)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(hào)存儲(chǔ)在這個(gè)兩個(gè)拳頭大小的空間里。

硬盤，是電腦最簡單的存儲(chǔ)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(chǔ)的數(shù)據(jù)量來看，單一的存儲(chǔ)硬盤已經(jīng)很難與人類大腦存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)相比較。

可以說二者遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是一個(gè)數(shù)量級的存儲(chǔ)量，那么人類大腦存儲(chǔ)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(chǔ)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(gè)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(chǔ)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(shí)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(huì)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(gè)神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)，用了高達(dá)1TB的數(shù)據(jù)。 而一個(gè)重約1.4千克的成年人大腦有大約1000億個(gè)神經(jīng)元。

但1000億個(gè)神經(jīng)元是否都用來存儲(chǔ)呢？其實(shí)，這1000億個(gè)神經(jīng)元在人類大腦中并沒有全部被用來存儲(chǔ)，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(shí)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(chǔ)容量的數(shù)據(jù)大小。1000億個(gè)神經(jīng)元即使只用十分之一，也有高達(dá)100億個(gè)神經(jīng)元在使用。而小白鼠13個(gè)神經(jīng)元系統(tǒng)就用了1TB的數(shù)據(jù)，那么人類大腦存儲(chǔ)容量相當(dāng)于7.6億TB的數(shù)據(jù)。即使用當(dāng)前最高達(dá)8TB硬盤來存儲(chǔ)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(gè)數(shù)據(jù)肯定是不準(zhǔn)確的，畢竟大腦超級復(fù)雜的運(yùn)算規(guī)則并不是計(jì)算機(jī)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(chǔ)數(shù)據(jù)量之大。

當(dāng)然，如果只會(huì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，那么大腦也不會(huì)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(chǔ)只是大腦的基本功能

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

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(gè)大腦區(qū)域單獨(dú)“控制”一項(xiàng)功能，在大腦進(jìn)行任何一種連續(xù)活動(dòng)時(shí)，語言中樞都可能閃耀起來，大腦的各個(gè)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(dòng)。

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(gè)區(qū)域都是多面手，會(huì)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(huì)兒當(dāng)水管工，一會(huì)兒當(dāng)電工。

人類大腦的功能更加強(qiáng)大，例如，當(dāng)人們需要回憶某一事情后，大腦就會(huì)快速地運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)我們的大腦搜索到相關(guān)信息后，就會(huì)依此展開，并且快速地排除掉錯(cuò)誤信息，尋找到記憶深處相關(guān)的要尋找的信息。這種強(qiáng)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(shí)，大腦還能夠根據(jù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分層，將重要的信息和新的信息存儲(chǔ)在我們最容易找到的地方。同時(shí)大腦還有選擇性記憶功能以及自動(dòng)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(huì)不斷地對這方面進(jìn)行研究，而通過研究大腦的存儲(chǔ)方式，人類也可能在科研方面有進(jìn)一步的提升。

人們受動(dòng)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(dá)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(shí)代，數(shù)據(jù)呈幾何狀態(tài)爆發(fā)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方式面臨著極大的挑戰(zhàn)。當(dāng)前的存儲(chǔ)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(chǔ)需求。那么人類在模仿大腦存儲(chǔ)方面有哪些進(jìn)展呢？

下面我們就來了解一下人類在這方面的進(jìn)展。

模仿創(chuàng)造 大腦引領(lǐng)未來存儲(chǔ)趨勢

美國科學(xué)家的一項(xiàng)最新研究確定了大腦分配細(xì)胞進(jìn)行編碼和記憶存儲(chǔ)的關(guān)鍵機(jī)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(jìn)行。

美國康涅狄格大學(xué)的研究人員將他們的全息存儲(chǔ)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(chǔ)技術(shù)有潛力將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)方面也進(jìn)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(chǔ)數(shù)據(jù)的潛力，但如何將信息編碼進(jìn)DNA遺傳物質(zhì)再如何解讀出來，一直是個(gè)難題。哈佛大學(xué)維斯生物工程研究所就一直進(jìn)行這方面的研究，如果這方面取得進(jìn)展，那么未來拇指大小的設(shè)備就能存下整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的信息這一夢想就是可以實(shí)現(xiàn)的。

科技反哺 芯片幫助人類存儲(chǔ)記憶

當(dāng)然，人類除了利用人類的生理結(jié)構(gòu)改善存儲(chǔ)技術(shù)的同時(shí)，也在利用科學(xué)技術(shù)來彌補(bǔ)人類本身的一些缺陷。勞倫斯·利弗摩爾國家實(shí)驗(yàn)室中的科學(xué)家們目前正在共同合作研發(fā)一個(gè)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(chǔ)記憶。

目前，細(xì)胞基因存儲(chǔ)的大門已經(jīng)打開，通過模仿人類大腦存儲(chǔ)原理，可以為我們的科研技術(shù)提供一個(gè)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(dòng)性障礙人群進(jìn)行記憶存儲(chǔ)。當(dāng)然，目前針對人類大腦的研究還很有限，仍需要進(jìn)行大量的相關(guān)工作，但這項(xiàng)研究值得人類長期堅(jiān)持，它將引領(lǐng)我們走向不可思議的未來。