人的大脑大约相当于多大内存?

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。

人的大脑不是计算机,不能用二进制来衡量,所以没办法用多少G来衡量。首先,我们来认识大脑的构造。

人类的大脑是所有器官中最复杂的一部份,并且是所有神经系统的中枢;虽然它看起来是一整块的样子,但是通过神经系统专家,可了解它的各个功能。人类的大脑可以区分为三个部份:脑核(Central Core)、脑缘系统(Limbic System)、大脑皮质(Cerebral Cortex)。 脑核部分是掌管人类日常基本生活的处理,包括呼吸、心跳、觉醒、运动、睡眠、平衡、早期感觉系统等。而脑缘系统是负责行动、情绪、记忆处理等功能,另外,它还负责体温、血压、血糖、以及其它居家活动等。大脑皮质则负责人脑较高级的认知和情绪功能,它区分为两个主要大块—-左大脑和右大脑,各大块均包含四个部份—-额叶脑(Frontal Lobe)、顶叶脑(Parietal Lobe)、枕叶脑(Occipital Lobe)、颞叶脑(Temporal Lobe)。2014年3月Nature有一篇文章,分析称小鼠大脑的13个神经元的结构,用了高达1TB的数据。而一个重约1.4千克的成年人大脑有大约1000亿个神经元。推算人类大脑存储容量的数据大小。1000亿个神经元即使只用十分之一,也高达100亿个神经元在使用。而小白鼠13个神经元系统就用来1TB的数据,那么人类大脑存储容量相当于7.6亿TB的数据。

更多优质内容,请持续关注镁客网~~

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。

人的记忆,我觉得有外挂,一生的记忆都可以清晰读出来,只是目前人类做不到,大脑只是表象。大脑像个翻译器不断从生命的本源接受信息。

算我胡说八道吧。人类目前还是科学的盲区。看到的只是表象。

有一个关于DNA测算表明,DNA 是已知的存储数据庞大的加密算法,一个受精卵分裂成一个人,从单细胞分类成几十万亿细胞的人体,可想而知数据链有多大,存储在大脑的信息不足以代表整个人,我们每个细胞都是存储体。

我睁眼说瞎话吧,这是我的理解

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。

经过最新的科学研究测算,有一个大概的结论——

大脑是由约10亿个神经元组成的复杂“局域网”,每一个神经元之间又形成了约1000个连接,如果神经元并不连通而是独立的那我们的脑容量会非常有限,但正是因为神经元之间的连接使大脑存储信息的容量飙升至大约2.5PB!

1PB = 1000TB

1TB = 1000GB

自己换算一下吧!


  • (点击关注可以查看更多我的问答动态,欢迎来微头条与我交流。)

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。

人的大脑内存相当于1TB的电脑内存容量,如果按照运算能力,这是迄今为止人类最先进的电脑所无法比拟的。但是人的大脑的存储和记忆能力为什么远不如电脑呢,比如说背诵圆周率,电脑轻而易举就能完成的事为什么人脑却相当的迟钝,能背到小数点后几十位就实属不易,更别提完全记录一本书,学习一门语言等等。

这其中的原因在于人脑和电脑记忆的方式不同。

差异1:大脑是模拟的;电脑是数字的。

可以理解为大脑是模糊的,电脑是死记硬背的。大脑感性,电脑理性。人脑感知事物不完全像电脑那样先去记忆,然后再运算判断。它会有选择的记忆,比如感兴趣的,痛苦的,兴奋时刻的记忆会比较深刻,同时人脑还会有选择的忽略和忘记。比如人的瞥一眼,就包含着我已经知道了,不需要再去记忆其他细节了,再比如说,人学会骑自行车,可以一辈子都不会忘记。而有些刚发生过的小事也许成为“我没注意”,就从大脑给删除了,这样的好处是可以为大脑带来更灵活更丰富的记忆存储,也使得大脑的存储空间无限大。

差异2:大脑是智能的,不需要软件,电脑是软件加电子运算。

这个也很好理解,大脑调用信息和记忆是可以随时随地的,而电脑更倾向于是模块化和软件驱动的程序化思维。当我们学会开车后,各种型号的小汽车都可以开,当我们在泳池学会游泳,在江河湖海里都可以游,这种举一反三的能力是电脑没有的,也可称之为智能。原因为大脑的运行原理与计算机完全不同,大脑的记忆是通过大量神经元的联接,联合作用完成的,并不是单个神经元单打独斗独立存储数据的。

可以想象一下,我们使用手机时设置的手势密码,虽然只有9个位置,但是却可以组合出貌似无数多的密码图案。这跟大脑的神经元组合原理是一样的,而大脑神经元却拥有1000亿个,能想象可以组合出多少组合吗。

虽然这样的设计原理,可以让我们在有限个脑细胞的限制下,记忆容量依然非常巨大。但同样也就因为如此,我们的每个脑细胞需要参与多个记忆的组成,所以我们的记忆会出现模糊,忘记甚至错误的情况。

差异3:大脑是一个自组织系统

大脑借助身体各部分,组织起感知系统,让大脑具有丰富的感知能力,“眼耳鼻舌身意”,这种感知远远大于电脑的单调的信息来源,人类的成长先是要理解现实中存在的事物。例如婴儿时期最先学到的各类物品、动物等。大象、斑马、汽车、房子等等。

人类对所有事物的理解都是建立在语言的基础上的。没有了语言,除了现实中存在的事物,所有的概念和抽象物都将无法表达,也无法被理解

差异4:大脑具有抽象事物的理解能力

那么对于世界上不存在的抽象事物,例如物理、哲学、美丽、邪恶等等如何进行记忆的呢?

世界上所有可以被人理解的抽象事物,其实最终都是可以被非抽象事物解释的。例如“坚硬”,大部分金属就是坚硬的,非常容易理解。

而有的东西抽象层级高,先需要使用抽象层级相对低的抽象事物解释,然后再一层一层的往下使用抽象层级更低的事物解释,但无论怎样,到最下层时必定是可以被现实可见的具体事物解释的。

差异5:大脑可以使用身体

和电脑不同,大脑具有一套自适应的自我学习的能力。大脑是人体的中枢,他可以发出指令让身体的各器官各部位运动起来,形成信息的交汇和融合,他还可以接受错误信息,并自适应的加以改正,然后存储记忆。婴儿开始学习走路时,会不停的摔倒,然后慢慢的学习尝试,最后就能熟练的行走,要知道走路绝非两条腿的事,涉及身体各部分综合协同的结果,人类模拟会走路的机器人走起路来依旧一摇一摆,看起来很不协调,这主要是机器人的自适应和学习系统尚未建立起来,他只能按照人类程序设计的指令在模仿。所以随着人类智能化时代的到来,智能机器人必须要全方位的建立起自适应的感知系统,智能化就是向人脑看齐,学会感知和自我升级,这是真正智能时代到来的标志。

英国著名哲学家培根说过:“一切的知识,只不过是记忆”。这句话只说对了一半。在人脑的这件事情上,知识不光是用来记忆和查询的,更是用于实践和学习的,学习的结果在于不断的修正升级,自古以来我们的大脑就是这样一点一点的进化起来,才有了今天的人类文明和科学体系。

人类对于自己大脑的研究还有很长的路要走,说白了就是我们对自己的大脑还不够了解,因为它实在是太复杂了。要知道人类的大脑内有140亿个神经细胞,860亿个神经元,组成了一个相当复杂的系统的。按照目前的研究,有的科学家认为人类大脑的容量是1TB,最近也有一些研究认为人类大脑的储存量大概是100TB。

但是,这要多说一句,人类的大脑不只是硬盘,它要远比硬盘复杂,如果非要形象的比喻的话,那人类的大脑其实和电脑是差不多的。那具体是咋回事呢?

人类的大脑

按照博物学的分类,现代人属于智人,智人是脊索动物门-哺乳纲-灵长目-人科-人属的一个人种。这样的分类其实也蕴含着人类演化的路径。如果要追溯灵长目的祖先,大概可以追溯到6700万年前,当时还没有发生小行星撞地球,恐龙还是地球上的绝对霸主。

灵长目的祖先在当时偏安一隅,在丛林当中,体型又很小,才躲过了恐龙的威胁。到了6500万年前,一颗直径为10公里的小行星撞击地球,恐龙大规模灭绝,只留下了如今鸟类的祖先。而灵长目则是在这场灾难下幸存了下来,它们后来逐渐演化。

在距今400万年前,当时的南方古猿已经可以直立行走,习惯性的直立行走也是人类的一大特点;而人类的第二个特点就是脑容量大,高于650cm^3,在距今200万年前,当时出现了能人,他的脑容量就要高于这个标准,他也被人为是人属的第一个人种。从能人一直到如今的智人,最大的变化就是脑容量在不断地增加。

如今的智人的脑容量就达到了接近1500cm^3。正是因为人类的脑容量巨大,所以脑袋很大,在生育时,不得不提前把孩子生下来。而人类在成长发育的阶段也几乎是完美的复现了人类几百年的演化之路,尤其是体现在脑容量上。

不仅如此,电脑还非常耗能,24小时都在工作,要知道大脑只占体重的2%,却消耗了人类总耗能的20%。如果大脑仅仅是用来储存的,那根本不需要这么耗能。实际上,大脑跟计算机差不多,大脑也拥有计算机的各种功能模块。

因此,大脑也具备了接收信息,处理信息,储存信息和输出信息的能力,它们还有一个有趣的共同点就是:都是耗电的,人脑中的神经元上神经信号的传递就是依靠电信号

不过,两者各有千秋,计算机的运算速度更快,而大脑识别图像的能力是计算机望尘莫及的。不仅如此,人脑的耗能要是远远低于计算机的,所以,某种程度上看,人类的效率也是计算机望尘莫及的。

大脑储存信息的能力

不过,人类的大脑实在太复杂,科学家至今也没有完全搞清楚电脑各个功能分区的情况,以及具体的运作方式。但毋庸置疑,电脑是具有储存信息的能力的。之前有相关研究认为,大脑的总容量是1TB。当然,就像上文说到的,人类对大脑的认知比较少。所以,一些以前的发现可能都会被颠覆。最近科学家的研究发现,大脑能够以生物方式储存的信息总量是大概是100TB(这篇论文指出的是910TB,我们这里取整来算)。其中,每1000个神经元可以储存138条信息,平均每个突触可以储存大约4.7比特的信息。记忆的形成依靠的是突触的形成和消失,有些突触可能存在几个小时,然后就消失了,而另外一些这可以长时间的存在,并最终形成新的神经通路。当一个新的神经通路形成,新的记忆也就形成了。

如果把这100TB换算成高清电影,也就是5万部左右的样子。如果我们把一部电影看成是2个小时,那就是10万个小时,满打满算也就可以储存11.4年。而人的一生大概有70~80年,这远远不够用的。那这到底是咋回事呢?

如果我们回忆一下,大多数人记得起自己0~5岁的记忆,不仅如此,如果我们要问过去具体的某一天发生了什么,很少人可以记得起来。这是因为,电脑不仅有储存功能,它还有选择储存的能力,更关键的是它还可以抹去一些没有用的记忆,这个过程主要是在我们平时睡觉时进行的。

这个问题科学家早有研究,2014年,一位科学家发表了自己的观点。他分析了一个小白鼠的大脑,他发现小白鼠的大脑一共有13个神经元结构。这13个神经元结构相当于是一个T的内存,也就是1024G。

有个对小白鼠的认知,只需要分析人脑有多少神经元就可以了。以一个成年人为例,成年人的大脑一共有140亿个细胞,大约有一千亿个神经元。用一千亿除以十三,得出的结果就是人脑的内存。如果这个研究没有问题的话应该就是如此。

但是个人认为这样的研究真的有点无聊,就算是研究的结果正确但是也没有办法证明啊。毕竟到现在为止也没有人的脑部储存过多,基本上都是用不完。但是我们每天都在接触记忆,难道说还满足不了大脑的需求?这真的是没有道理啊。

之所以会有这样的情况就是因为人的大脑有自己的新陈代谢功能,你的记忆会随着你的所见所闻而更新,而时间过久的基本上都会清空。相当于放进了不占内存的回收站,你再次接触的时候估计会唤起原先的记忆。

而人的记忆又分长短,有长时间的记忆也有短时间的记忆,其实这也是大脑做出的反映。所以,你能说大脑的储存是无限的,因为你能记住很长时间以前的经历。你也可以说大脑储存空间很小,因为你有短时记忆,可能大脑为了腾出空间一不小心给你清除了……

未经允许不得转载:科普Room » 人的大脑大约相当于多大内存?

搞事情!那些不能说的秘密都在这里   关注公众号:科普Room  

         

赞 (0) 打赏

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

微信扫一扫打赏