如同計(jì)算機(jī)一樣，我們的大腦儲(chǔ)存記憶的能力令人印象深刻。科學(xué)家早就知道，大腦存儲(chǔ)記憶的模式為在神經(jīng)元間移動(dòng)的電脈沖。但是科學(xué)家從來(lái)沒(méi)有能夠準(zhǔn)確地量化，正常人的大腦到底能夠存儲(chǔ)多少信息?，F(xiàn)在，索爾克研究所的研究人員，已經(jīng)使用大鼠神經(jīng)元模型，從而估計(jì)人類大腦的信息存儲(chǔ)容量為1PB級(jí)別，新的估計(jì)值比以前的估計(jì)的信息量大了10倍。相關(guān)工作成果發(fā)表在《eLife》上。

研究人員知道，從一個(gè)神經(jīng)元到下一個(gè)神經(jīng)元的神經(jīng)突觸，是信息流動(dòng)的主要空間，對(duì)大腦存儲(chǔ)信息容量非常重要，同時(shí)對(duì)于其他大多數(shù)神經(jīng)功能也是意義重大。但科學(xué)家還是不明白很多，在大腦中神經(jīng)突觸是如何工作的，包括它們的大小會(huì)如何影響信息的傳輸或存儲(chǔ)。

在這項(xiàng)研究中，研究人員對(duì)在大鼠的海馬進(jìn)行非常精細(xì)的數(shù)字化重建。已知海馬體是大腦中與長(zhǎng)期記憶密切相關(guān)的區(qū)域，對(duì)于該區(qū)域的計(jì)算機(jī)建模可能幫助人們更好地理解記憶的工作方式。在最小的尺度上，研究人員驚奇地發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元中的10％左右會(huì)有兩個(gè)突觸，來(lái)將它們連接到其他神經(jīng)元上，而其余90％的神經(jīng)元只有一個(gè)突觸。雖然這些突觸之間只有約8％的大小變化，研究人員發(fā)現(xiàn)在小鼠的整個(gè)海馬中，有26種不同大小的突觸。用計(jì)算機(jī)的術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，這意味著，每個(gè)突觸可以存儲(chǔ)平均4.7比特。在整個(gè)大腦中，這些突觸總共的信息存儲(chǔ)量可以達(dá)到驚人的1PB級(jí)別，即為1000TB，或者一百萬(wàn)GB的存儲(chǔ)量。

但是1PB的這個(gè)數(shù)字也存在一些疑問(wèn)。比如，雖然老鼠的大腦和人類大腦有著驚人的相似，但并不完全一樣。且突觸的規(guī)模、種類等，都會(huì)與物種類型有一定關(guān)聯(lián)。不僅如此，突觸的大小和數(shù)量，在不同的人群間，還存在著一定的個(gè)體差異。所以基于1PB的這個(gè)數(shù)據(jù)，有科學(xué)家估計(jì)人類的大腦信息存儲(chǔ)極限可以到達(dá)3到5個(gè)PB級(jí)別。研究人員對(duì)大腦如何使用這個(gè)驚人的存儲(chǔ)容量，還存在著很多的疑問(wèn)。因?yàn)橥挥|只有10％到20％的時(shí)間在傳遞數(shù)據(jù)，這使得數(shù)據(jù)的組織方式非常復(fù)雜。他們計(jì)劃繼續(xù)解釋這些問(wèn)題，這可能有助于計(jì)算機(jī)科學(xué)家找到更有效的方式，來(lái)組織計(jì)算機(jī)的超大存儲(chǔ)空間，來(lái)促進(jìn)計(jì)算機(jī)的深度學(xué)習(xí)等技術(shù)的發(fā)展。