人的大脑大约相当于多大内存?

人的大脑是人类最神奇的器官之一,它掌控着我们的思维、感知、行动和记忆等重要功能。但是,对于人脑的容量究竟有多大,我们目前仍然无法做出精确的估计。


首先,我们需要明确一点,人脑的容量和计算机内存的概念是不同的。计算机内存的容量通常是以字节(Byte)为单位进行计算的,而人脑容量的单位则不同。人脑容量的计算通常使用神经元(Neuron)的数量作为单位。神经元是人脑的基本单位,它们负责处理和传递信息。

根据科学研究,人类的大脑中大约有1000亿个神经元。每个神经元都可以与其他神经元建立数千条连接,这些连接被称为突触(Synapse)。每个神经元之间的连接可以传递信号和信息,从而实现思考、记忆和感知等复杂的功能。

但是,人脑中神经元的数量并不是决定人脑容量的唯一因素。除了神经元,人脑中还有许多其他类型的细胞,比如星形胶质细胞(Astrocyte)和微胶质细胞(Microglia)等。这些细胞在人脑中扮演着重要的角色,但它们与神经元不同,不直接参与信息的传递。

此外,我们还需要考虑人脑中神经元之间的连接方式。不同的神经元之间的连接方式是不同的,有些神经元之间的连接比较密集,而有些神经元之间的连接比较稀疏。这种不同的连接方式对于人脑的容量有着重要的影响。


因此,虽然我们无法准确地估计人脑的容量,但是我们可以肯定的是,人脑的容量是非常庞大的。人脑中有数以亿计的神经元和数以万亿计的神经元之间的连接,这种巨大的连接网络为人脑提供了极其强大的计算和信息处理能力。

虽然人脑的容量比不上计算机的内存,但是人脑比计算机更具有适应性和灵活性。人脑能够根据外界环境的变化来改变神经元之间的连接方式,从而实现新的功能和适应新的环境。

另外一个影响大脑存储能力的因素是记忆的类型。人类记忆可以被分为短时记忆和长时记忆。短时记忆是指短暂的信息保持,通常只持续几秒钟到几分钟不等。长时记忆是指持久的记忆,可以保存数小时、数天、数月,甚至数年之久。长时记忆可以分为显性记忆和隐性记忆。显性记忆是指能够自觉回忆的记忆,例如人的生日、电话号码等。隐性记忆则是指对于人难以自觉回忆的记忆,例如骑自行车、游泳等技能。显性记忆通常是通过大脑皮质来存储,而隐性记忆通常是通过大脑皮质以外的区域来存储。


大脑的存储容量还受到其他因素的影响。例如,大脑的神经元之间的连接方式和强度可以影响记忆的存储能力。此外,大脑的可塑性(plasticity)也会影响记忆的存储。大脑的可塑性指的是大脑不断调整和改变其神经元之间的连接方式和强度,以适应外界环境的变化。大脑可塑性强的人可能比可塑性差的人更容易形成新的记忆和保持旧的记忆。

总的来说,大脑的存储能力非常巨大,但很难用传统的计算机存储容量来衡量。人类记忆的类型和可塑性等因素对于大脑的存储能力也有着重要的影响。因此,研究人员仍在努力了解大脑的存储方式和机制,以便更好地理解人类思维和认知的本质。




这是一个非常好的问题,人类作为地球上的最高智慧生物,我们的大脑是如何构成的?我们的大脑又被开发了多少呢?

要回答作者的问题,我们首先要来探讨一下人类的大脑极限,只有在极限情况下,我们才能与电脑的内存来做比较。

人类大约有几百亿个脑细胞,每个脑细胞大约有几百条脑神经,每条神经上大约有几百个突触,每个突触有几百到几千个蛋白质,一个脑细胞的作用大约相当于一台大型计算机,一个突触的作用大约相当于计算机的一块芯片。可以很简单地推算出来,人的大脑相当于上千亿块或上万亿块芯片。

人类目前最大型的并行计算机,美国的白色战略加速计算机(White ASCI)也不过8000块芯片,和人类的大脑比,相差大约一亿倍,也就是差8到9个数量级。

计算机的运算能力一般用一秒钟能做多少次加法运算来统计,目前最快的是中国的“天河二号”,以峰值计算速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次双精度浮点运算的优异性能位居榜首。

由于人脑是超级巨大的并行运算系统,所有突触以及每个突触上的所有蛋白质,都可以瞬间同时运动,蛋白质之间又只有几纳米距离,电流在这个距离上一秒可运行几千亿次,人脑运算速度的数量级就大得没法形容,大约1后面跟27个零到30个零。要知道,40亿次,才不过是4后面跟9个零而已,差了大约20个数量级。

所以,如果用计算机来模拟人类大脑的功能,以目前研究进展的速度而言,大约还要一百年才能实现。因为根据著名的“摩尔定律”,计算机的运算速度每18个月提高一倍,也就是每年大约提高0.67倍,要提高20个数量级就需要100多年。

另外还有一个因素没有考虑,计算机就两种电路状态,开或关,而脑细胞、脑神经、突触、蛋白质以及组成蛋白质的氨基酸都有很多种,运动起来远比电路复杂得多了。所以人类搞清人脑功能的时间还要推后。

人的大脑是人体中最微妙的智能器官。它重约1.3千克,体积只有1.4立方分米,大约由100多亿个神经细胞所组成。每个神经细胞的周围,有1000~10000个突触伸展出去,和相邻的神经细胞的突触相交联。这些突触像电路一样,都具有一个能通过或停止“电子流动”的“闸门”,因此,大脑能够储存10万亿位的信息量。这样的存贮能力可与1万台计算机的存贮容量相媲美。

谢谢邀请回答。




人的大脑是个非常非常奇妙和深邃的组织,它实际上可以说是一个宇宙的缩影。有研究认为,人的大脑约有一万亿个脑细胞,其中,有一千亿个脑细胞具有记忆和存储功能。而每一个细胞的信息储存量相当于一个40G的硬盘,一千亿个脑细胞可以储存四万亿G的数据。

人脑不仅仅是一台计算机,它的奇妙之处还在于每个细胞都有这千丝万缕神经网络的联系。每个脑细胞大约有几百条脑神经,每条神经上大约有几百个突触,每个突触有几百到几千个蛋白质,一个脑细胞的作用大约相当于一台大型计算机,一个突触的作用大约相当于计算机的一块芯片,人的大脑就相当于上万亿块芯片。目前世界上最大的计算机,美国的白色战略加速计算机(White ASCI)也不过8000块芯片,和人类的大脑比,相差大约一亿倍,差距约9个数量级。

在处理信息时,大脑细胞上的所有突触及其突触上的所有蛋白质,都能够瞬间同时启动,电流在蛋白质之间一秒钟可以运行几千亿次,所以,人脑的运算速度大的无法形容,大约在10^26-10^30次之间。而目前世界上运算速度最快的计算机,中国的“神威·太湖之光”每秒9.3亿亿次的浮点运算速度,是9.3^17次。按照现在计算机运算速度的升级速度,还要100年才能达到人脑的计算速度。

人类大脑与计算机虽然有些相似,但作用机理还是完全不同的。人脑的思维方式既有逻辑编辑功能,能够进行形式化思维,进行机械的记忆和运算;又能进行模糊性思维,在错综复杂的事物中分辨出需要的正确的信息。所以,电脑能够很快的计算出机械的复杂的数据,而人脑却在这方面相对较弱,但在辨别模糊是非和创新思维和随机选择方面,电脑还相差很远。

事实上,人脑与电脑的作用机理完全不同,人脑的主要功能是意识和思维,或者说是通过思维的方式进行逻辑运算;电脑的主要功能是运算,或者说通过运算的方式进行逻辑思维。人类对大脑的研究还处于很初始阶段,人脑还有太多的奥秘没有打开,随着科学研究的深入,人类大脑的功能会得到更好的利用,同时对于电脑的发展也会起到同步的促进作用。人类文明会得到更大的提升。




人类的大脑相当于多大内存的硬盘?

大脑是生物体最重要的器官之一,如果把人体比作一个电脑,那么大脑兼具着CPU和硬盘的功能。虽然大脑的存储记忆和硬盘的存储记忆是两回事,但仍可以对比一下,看人类大脑的内存到底有多大。犹如计算机等存储数据,需要把数据转换成二进制“0”、“1”形式进行存储,1024个字节就是就是1MB,而1024MB就是1GB,它们之间的简单换算都是通过乘以1024来计算。

大脑存储数据的方式与计算机有着明显的不同,其实可以说稳定性较差,经常发生“数据”丢失的情况,尤其是一些日常生活中不太重要的信息,例如一个星期前吃的午餐是什么?相比很多人都不会记住这样的信息,因为它不重要,同时在大脑中形成的记忆也不深刻。

大脑内信息传递和处理主要通过神经递质在神经元之间的传递过程,大脑时时刻刻都在接收外界的信息,这些信息会在神经元之间传递,会通过特殊的结构突触,其实说到大脑的内存也就是和神经元之间建立的突触有关。那种经常性的刺激会形成稳定的电信号通道,在很久之后相同的信号来临,这个通路依然会恢复建立,这就是一种记忆。

但大脑的这种记忆方式和计算机不同,稳定性较差,时间越长、印象越浅的那些记忆都会被遗忘。

我们可以从两个方面来推断一下大脑可能的内存

首先是把每个潜在的突触通道看成是一个字节,科学家研究发现成年后人大脑重量可以达到1.4公斤,大约含有1000亿个神经元,而每个神经元的潜在突触大约有1000个,简单来计算1000亿个神经元乘上1000个潜在的链接,那么最终的内存大约就是100TB。

当然大脑中神经元之间的突触不能简单地看成一开一关的字节,前文已经提到了大脑除了记忆功能像硬盘还有处理功能,更像是CPU。因为时时刻刻都会有大量的信息需要处理,并不能都简单的算作是内存。

2014年Nature上的一篇研究论文在这里可以借鉴一下,科学家通过对小白鼠的大脑进行研究分析,13个神经元结构的小白鼠大脑就用了将近1TB的数据,那么简单换算一下,成年人大脑内的神经元将近1000亿个,那么最终的内存大约就是7.6亿TB。现在一般电脑的内存大约是1TB,那么人大脑的存储功能就相当于7.6亿个电脑的内存。

但我们为什么总感觉记忆不够用?

相信小伙伴们都有过这样的经历,求学生涯尤其是在初高中时背诵古诗词,总感觉大脑存储不下那么多的知识,但实际上却并非如此,如果用心注意力集中,那么我们的大脑是可以装的下太多东西。因为记忆的建立尤其是长期记忆,需要信号反复的刺激,从而建立稳定的通道,即使时间过了很久,当被相同的信号刺激后,这个通道依然还在或者容易建立,这就是长期记忆。

人类的大脑潜力无穷,未来人类文明的发展进步与大脑的深度开发有着必要的联系。


文/科学黑洞,图片来源网络侵删。




人类大脑通常被认为是哺乳动物大脑中最具认知能力的,比同体型的哺乳动物大脑要大得多。神经元的数量通常被认为是大脑能力的决定因素,2009年一项研究估计人类有860亿的大脑神经元(如下图)。

大脑究竟能储存多少信息是一个常被提及的问题,研究显示每个神经元与其他神经元之间有1000个或更多的连接,代表大约1000个潜在的突触,这些突触主要负责数据存储,将这860亿个神经元乘以1000个连接,就会得到大约86tb的信息存储能力。

突触的连接不是二进制的

人的大脑信息容量为86tb的计算是假设每个突触存储一个字节的信息,突触开或者关,但在现实中,突触不是二进制的,一个突触存在于比开或关更多的状态。突触是两个神经元(突触前神经元和突触后神经元)之间的连接,突触前神经元释放神经递质,这些递质与突触后神经元上的受体连接,并激活突触后细胞膜上的离子通道。神经元之间突触的强度可以通过经验来调节,当一个突触的两个神经元长期活跃时,这个突触会加强(下图),树突棘也变得更大,以支持增加的信号强度,这些强度和大小的变化被认为是记忆的分子关联。

因此,人类大脑具有巨大的记忆存储能力,但人脑也不完全像硬盘,因为我们的记忆存储和读取过程较慢,即使你有无限存储容量的大脑,你需要保存记忆时需要上传,读取记忆时需要下载。此外,人类的记忆力很容易衰退,大脑虽然具有足够的存储空间,但并不是所有记忆都能无限期地保存下来。

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页面更新:2024-03-31

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