eLife：人类脑容量比预期大十倍,相当于整个互联网
2016-01-25 佚名 生物谷
图片来自：www.linkedin.com 如同计算机一样，我们的大脑储存记忆的能力令人印象深刻。科学家早就知道，大脑存储记忆的模式为在神经元间移动的电脉冲。但是科学家从来没有能够准确地量化，正常人的大脑到底能够存储多少信息。现在，索尔克研究所的研究人员，已经使用大鼠神经元模型，从而估计人类大脑的信息存储容量为1PB级别，新的估计值比以前的估计的信息量大了10倍。相关工作成果发表在eLife
图片来自：www.linkedin.com
如同计算机一样，我们的大脑储存记忆的能力令人印象深刻。科学家早就知道，大脑存储记忆的模式为在神经元间移动的电脉冲。但是科学家从来没有能够准确地量化，正常人的大脑到底能够存储多少信息。现在，索尔克研究所的研究人员，已经使用大鼠神经元模型，从而估计人类大脑的信息存储容量为1PB级别，新的估计值比以前的估计的信息量大了10倍。相关工作成果发表在eLife上。
研究人员知道，从一个神经元到下一个神经元的神经突触，是信息流动的主要空间，对大脑存储信息容量非常重要，同时对于其他大多数神经功能也是意义重大。但科学家还是不明白很多，在大脑中神经突触是如何工作的，包括它们的大小会如何影响信息的传输或存储。
在这项研究中，研究人员对在大鼠的海马进行非常精细的数字化重建。已知海马体是大脑中与长期记忆密切相关的区域，对于该区域的计算机建模可能帮助人们更好地理解记忆的工作方式。在最小的尺度上，研究人员惊奇地发现，神经元中的10％左右会有两个突触，来将它们连接到其他神经元上，而其余90％的神经元只有一个突触。虽然这些突触之间只有约8％的大小变化，研究人员发现在小鼠的整个海马中，有26种不同大小的突触。用计算机的术语来说，这意味着，每个突触可以存储平均4.7比特。在整个大脑中，这些突触总共的信息存储量可以达到惊人的1PB级别，即为1000TB，或者一百万GB的存储量。
但是1PB的这个数字也存在一些疑问。比如，虽然老鼠的大脑和人类大脑有着惊人的相似，但并不完全一样。且突触的规模、种类等，都会与物种类型有一定关联。不仅如此，突触的大小和数量，在不同的人群间，还存在着一定的个体差异。所以基于1PB的这个数据，有科学家估计人类的大脑信息存储极限可以到达3到5个PB级别。研究人员对大脑如何使用这个惊人的存储容量，还存在着很多的疑问。因为突触只有10％到20％的时间在传递数据，这使得数据的组织方式非常复杂。他们计划继续解释这些问题，这可能有助于计算机科学家找到更有效的方式，来组织计算机的超大存储空间，来促进计算机的深度学习等技术的发展。
原始出处：
Thomas M Bartol Jr, Cailey Bromer,et al,Nanoconnectomic upper bound on the variability of synaptic plasticity ,elife,2015Nanoconnectomic upper bound on the variability of synaptic plasticity.elife.2015
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