人脑的记忆容量是多少?

西北大学心理学教授保罗·雷伯回复

早年的头部损伤会在晚年突然造成有害影响吗? —匿名,通过电子邮件

道格拉斯·史密斯,宾夕法尼亚大学神经外科教授兼脑损伤与修复中心主任,回答

虽然车祸或橄榄球比赛中的碰撞造成的脑损伤 似乎常常会在多年后突然改变认知能力,但这种改变并非凭空出现——损伤一直在缓慢累积,随着时间的推移,没有被注意到。


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受伤后,可能发生的进行性脑退化可能会达到临界点,之后功能丧失会“突然”变得明显。根据创伤性脑损伤 (TBI) 的类型和严重程度,它可能会加速记忆丧失或增加一个人患阿尔茨海默病的几率。

TBI 通常会损害大脑中称为轴突的神经纤维。这些细长的管状结构传递电信号和化学信号,这对于在大脑不同区域之间传递信息至关重要。由于未知原因,这些脆弱的结构不仅在受伤后不久就会断开连接,而且在某些患者中,甚至在几十年后仍会继续断开连接。一旦断开连接,轴突的钝端会自行封闭,充满液体、酶和蛋白质,并最终破裂。当轴突破裂时,它们通常会将淀粉样蛋白分布到邻近的脑组织中。这些粘性蛋白质是阿尔茨海默病的标志,事实上,许多 TBI 患者在晚年表现出痴呆迹象,这与阿尔茨海默病患者观察到的退化相似。

此外,由于 TBI 后轴突消失或功能不佳,一个人处理新信息的能力可能会减慢。幸存的轴突可以通过增加电信号来补偿损伤,从而恢复大脑中信息处理的正常速度。然而,这种临时的修复可能会导致这些轴突在发生第二次脑震荡时更容易受到损害。

大多数 TBI 患者都会发生进行性轴突损伤,但很难预测哪些人会在多年后遭受认知变化。TBI 对社会具有破坏性影响,美国每年有超过 150 万例有记录的病例。目前尚无针对短期或长期损害的疗法,这意味着目前最好的治疗方法是保护和预防。

人脑的记忆容量是多少?大脑可以存储的信息量是否存在物理限制? —J. Hawes,加利福尼亚州亨廷顿海滩

保罗·雷伯,西北大学心理学教授,回复

“奥斯本先生, 我可以请假吗?我的大脑满了,”一个头特别小的学生在加里·拉森的经典 法尔赛德 漫画中问他的课堂老师。对这个问题的冷静回答是,“不,你的大脑几乎肯定没有满。” 虽然我们能存储多少记忆肯定有一个物理限制,但这个限制非常大。我们不必担心在我们的一生中会用完空间。

人脑由大约十亿个神经元组成。每个神经元与其他神经元形成大约 1,000 个连接,总共超过一万亿个连接。如果每个神经元只能帮助存储单个记忆,那么空间不足将成为一个问题。您可能只有几千兆字节的存储空间,类似于 iPod 或 USB 闪存驱动器中的空间。然而,神经元结合在一起,使每个神经元一次可以帮助存储许多记忆,从而将大脑的记忆存储容量呈指数级增加到接近 2.5 拍字节(或一百万千兆字节)。为了比较,如果你的大脑像电视中的数字录像机一样工作,2.5 拍字节足以容纳三百万小时的电视节目。您必须让电视连续运行 300 多年才能用完所有存储空间。

大脑记忆的确切存储容量很难计算。首先,我们不知道如何衡量记忆的大小。其次,某些记忆涉及更多细节,因此占用更多空间;其他记忆被遗忘,因此释放了空间。此外,有些信息从一开始就不值得记住。

这是个好消息,因为随着我们在一生中寻求新的体验,我们的大脑可以跟上。如果人类的寿命显着延长,我们能填满我们的大脑吗?我不确定。100 年后再问我。

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