超级计算机复制人类大脑——记神经学家亨利·马克拉姆团队的人脑工程构想

马克拉姆团队意欲在2018年之前开发出具有意识和智慧的人造大脑●神经学家亨利·马克拉姆坚称,如果神经科学能按他设计的方向发展,他的"人脑计划"可以模拟人类大脑全部860亿个神经元,以及将这些神经元连接起来的100万亿个神经突触的功能,届时可建成一个"即插即用"的大脑:可以把它拆分找出脑部疾病的原因,也可以结合机器人技术开发一系列全新的人工智能技术,甚至还可以戴上一副虚拟现实眼镜以体验"另类大脑"的神奇。     

生生不息的神经元

正20世纪60年代初,有科学家声称,出生后哺乳动物大脑内可以生成新的神经元,这一结论引起了大量的怀疑和争论。之后的20年,陆续有研究在哺乳动物大脑中检测到了成体神经发生的现象。科学界曾认为,生物体在出生之后是不可能产生新神经元的,也就是说,大脑内的神经元结构在出生后就不会发生改变。但在脑部特定区域检测出成体神经发生的研究表明大脑比之前理解的更有可塑性,而且成体神经发生对自我认知、记忆以及神经退行性疾病都有影响。     

提取意向对未再认词提取过程的影响

当人们不能提取先前学习过的项目信息(项目记忆)或者学习情境的信息(来源记忆)时, 会表现出外显记忆错误. 为了探讨提取意向对项目信息和来源信息的影响, 采用电生理记录研究方法, 对再认测验中出现的提取错误进行了测量, 结果发现, 再认错误诱发的大脑电活动与再认正确激发的大脑电活动有显著差异. 与项目记忆错误相比, 来源记忆错误诱发的大脑电活动起始更早, 分布更偏向于大脑前部. 提取意向调节认知神经加工, 并导致提取成功与提取失败神经机制的不同.     

记忆移植

当我们谈到记忆时,可以意指许多东西.如果只为应对眼前,我们可以利用一些短期记忆信息,如是否想要喝一杯,这些记忆是大脑脑电活动和化学物质活动的短暂变化,随着我们的大脑思绪游移到其他方面,这类记忆很快就会淡化甚至消失.长期记忆则正好相反,许多长期记忆甚至可以持续一生.     

长期记忆存储的神经编码与调控

人类根据自身以及后天学习获得的经验与知识,也就是记忆,适应并改造了自然界,从而创造了现代文明.建立在大脑神经元的物质基础之上,记忆承载了外界纷繁复杂的信息,整合了时间与空间等不同维度上的多感知信息,为大脑作出正确判断和操作提供支撑.通过对大脑记忆机制的研究不仅仅可以揭示脑高级功能的生物学基础,更加重要的是,可以提供一条由亿万年进化史选择的解决高级认知运算与高效信息处理的途径.近年来,对记忆机制的认知从突触、分子等生物层面渐渐深入到细胞编码、解码与整合等信息层面,依赖对大脑中信息编码直接相关的记忆印迹(engram)的深入研究则揭示了神经环路的记忆存储与调控机制.本文围绕记忆印迹细胞的分子、细胞、环路与信息处理机制的运用,回顾了近期记忆机制的研究进展,探索了记忆编码机制研究对生物大脑运作原理及类脑智能的深远影响.     

学习小窍门

精神集中和心情转换 学习需要精神集中。因为人的短期记忆的容量有限,不可能同时处理几个事情。这一点已被实验心理学和大脑生理学所证明。 因此,应注意不要让多余的刺激占据短期记忆的容量。类似虫鸣之类的无意义的刺激,如果工作或学习专心致志,就听不到,即可以把它从大脑的短期记忆中排挤出去。     

人脑之谜种种

人脑是目前已知宇宙间最复杂的系统 ,其功能活动在很多方面还是未解之谜。有人提出 ,2 1世纪是生命科学的世纪。揭示人脑的奥秘是当今生命科学面临的重大挑战 ,也是心理科学研究和探讨人类学习和记忆的重要课题。感觉与传导感觉与传导是人和动物共有的生命本能 ,是大脑对客观事物作出的具体反应。大脑结构本身并不复杂 ,它分左右两个半球 ,由中间的脑桥和延髓连接着脊神经。从脑本身发出的神经有 1 2对 ,接受头面部的感觉与传导 ;脊髓神经有 3 1对 ,接受躯干部位的感觉与传导。大脑就如一个通讯控制中心 ,而连接控制中心的是各个组织机构之…     

记忆的奥秘

人脑的“记忆闸门” 人的记忆靠大脑。大脑的记忆，按时间长短可分为两类。一类是短时记忆，如记得吃了什么早餐，当天的电视新闻内容等，这种记忆如同飞鸿踏雪泥，偶然留鸿爪，第二天常忘得一干二净。也正因为忘得快，大脑才有足够的空间及注意力去接收更新的事物。但是如果大脑完全没有办法让记忆长存在脑海中，人类就没有办法进步、学习。所幸，大脑具有留住信息的功能，即第二类记忆——长时记忆，     

全息存储将进入电脑

计算机的迅速发展正对存储技术提出严峻的挑战.尽管目前存储技术本身已有巨大进步,例如,桌上型机硬盘存储能力已可存储5亿个汉字的信息量.但对于今后计算机所需要的存储能力来说,仍远远不够.因为今后计算机要处理的信息量要比现在的存储能力大几百倍,甚至几十万倍.此外,管理如此庞大的数据,并要不断地将其送给超高速处理器,要求有巨大的传输能力,以及和现有存储方式根本不同的另一类存储系统.这就使人想到全息照相这一著名的光记录技术.全息照相正成为新一代的存储技术     

记忆塑造人生

记忆是大自然的奇迹大约5.3亿年前,地球上的生命突然地变得丰富起来,一些肉眼看得见的生物体大量地出现了,它们迅速进化,其形态也变得越来越复杂,这就是生物史学家们所称的寒武纪生命大爆炸(Cambrian explosion)。大约就是在那个时候,生命体进化出了最早的神经细胞,生命渐渐学会了用神经系统探索世界,感知环境和储存信息,大自然就这样有了记忆。接下来的几亿年,生存竞争不断地驱动大脑的发展,动物王国中的"记忆明星"层出不穷。回游鱼能记住     

诱发神经分裂症的新理论

一种称为神经胶质细胞的特种细胞已被指明为造成神经分裂症的原因之一。该理论可能有助于解释诸多诱发这种疾病的不同证据。美国明尼苏达大学欧文·戈特斯曼 (ＩｒｖｉｎｇＧｏｔｔｓ ｍａｎ)认为 ,神经胶质细胞在大脑早期发育中发挥关键作用 ,在成年人体内它们协助神经元工作以及抵抗感染。这就使它们成为涉及神经分裂症的主要怀疑对象 ,据悉有 1 /1 0 0的人受这种大脑疾病的影响。戈特斯曼领导的研究小组在德国和冰岛开始他们的研究工作时查阅了许多医学文献。在与神经分裂症有关的区域中他们发现有 41个基因以某种方式为生长因子编码 ,如…     

大脑也有兴趣爱好

你想提高学习效率吗?那就要了解大脑的喜好,看它喜欢什么,厌恶什么。尽管现在我们对大脑记忆的奥秘还不甚了解,但以下20个事实已经被科学家证实。1.大脑喜欢色彩。高质量的有色笔或有色纸能帮助大脑记忆。2.对成人而言,大脑集中精力的时间只有25min。所以学习20～30min后就应该     

蛋白质存储将取代半导体存储

蛋白质存储将取代半导体存储陈幼松计算机的迅速发展正对存储技术提出严峻的挑战。尽管目前存储技术本身已有巨大进步，例如，桌上型计算机硬盘存储能力已超过ＧＢ（吉宇节即１０亿字节，相当于可存储５亿个汉字的信息量），ＣＤ—ＲＯＭ（光盘只读存储器）每面的存储能力...     

神经振荡在人类视觉工作记忆表征维持中的作用

人类的视觉系统可以同时接收外界环境中的多种视觉信息,并以记忆表征的形式暂时存储于工作记忆之中,以便指导后续的认知活动.但大脑只能维持有限数量的记忆表征,表现出工作记忆的容量有限性.同时,我们对视觉刺激的内部表征是充满噪音的,即对记忆表征的维持存在精确度的变化.本文从大脑神经活动的神经振荡特性角度出发,系统阐述了人类视觉工作记忆的表征维持阶段、记忆容量和记忆精确度的神经振荡特征,以及相关的理论建模,并对该研究领域的发展做了展望.     

运动能让大脑变得更聪明

正运动让身体变得更健康更强壮,那么运动对大脑有什么益处吗?最新研究发现:运动能让大脑变得更聪明、更有效率。想集中精力复习应考?想改善自己的记忆能力?还是想更好地发挥你的创造力?或者是抑制对食物的欲望?那就锻炼你的大脑吧,总有一种适合你的大脑锻炼方式可以帮到你。我们都知道,举重运动可以让肱二头肌更发达;瑜伽动作可以让肢体得到舒展和放松;跑步运动可以强身健体,让你的腰围快速瘦下来。锻炼身体的理由有很多,运动健身是明智之举,大多数人都知道,可供选择的运动方式有许多,也     

神经计算机

作为第五代计算机的神经计算机,其历史可以上溯到第二次世界大战中,美国数学家提出的神经细胞模型理论。近年来,随着神经电路网络模型、反馈方法之一的逆传递学习法及网膜细胞的大规模集成电路理论的相继出现,已使超级神经计算机的诞生为期不远了。神经计算机突破了现有四代计算机的界限,它具有并行处理、模糊逻辑、智能学习等独特功能。神经计算机的工作原理类似人脑,人脑由100—150亿个神经细胞组成,而每个神经细胞又和数千到数万个神经元和神经键相结合,神经计算机正是利用这种与人脑非常相似的神经网     

以蜻蜓大脑为师的快速高效神经网络

正一种从昆虫身上获得启发的人工智能能让导弹防御系统反应更加敏捷。人类的大脑中共有860亿个神经元在并行工作,处理来自感官和记忆的输入信息,实现人类认知的众多绝技。其他生物的大脑不是这么能干的多面手,但那些生物常常展现出对于特定任务的内在天资,这是数百万年的进化打磨出的能力。     

人的记忆潜力究竟有多大?

每个人都希望自己有较好的记忆力,这是因为:"记忆乃才智之母","记忆是心的仓库",记忆不仅是知识的源泉,而且还支配着人类的心灵。从古至今有许许多多的学者探讨过有关记忆的奥秘。但在科学日趋发展的今天,记忆就不是什么神秘的问题了。记忆是与人脑的机能有着密切的关系,也就是说没有大脑就没有人的记忆。若一个人没有记忆,那么过去曾经感知过的事物都会变成陌     

揭秘人体器官衰老时间

大脑开始衰老的时间:20岁 随着我们年龄越来越大,大脑中神经细胞的数量逐步减少.我们降临人世时神经细胞的数量有1 000亿个左右,但从20岁起开始逐年下降.到了40岁,神经细胞的数量开始以每天1万个的惊人速度递减,从而对记忆力、协调性及大脑功能造成影响.因此,成年人的记忆力往往不如小孩,中年之后记忆力更是大大减退.除了神经细胞数量减少之外,神经问质细胞的功能退化也是大脑衰老的重要原因.这些细胞的衰老导致神经细胞之间的信息交流不通畅,协调合作的能力大大减弱.     

可以控制的记忆力

人一上了年纪,就会觉得“记性越来越差”,真是这样吗?美国、英国与日本等国的科学家披露,有关大脑科学的最新研究成果推翻了人们的这种看法。池谷裕二的“海马学说”东京大学医学博士池谷裕二博士在最新出版的日本《现代》杂志上撰文说,人的脑神经细胞在出生时数量最多,约有1000亿个。随着人的发育,脑细胞逐渐减少,每天要减少数万个,也就是说每秒钟都要减少一个,但是这种“减少”与记忆几乎没有关联。