大脑是怎么记录信息的

作者&投稿:帛复 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
大脑是怎样记录信息的呢?那些信号是怎样被储存起来的?怎样表达出来的呢?~

想看到老鼠的大脑是如何工作的吗?纽约大学医学院的华裔脑神经专家甘文标博士可以告诉你怎么做。甘文标的研究小组近日在英国>杂志发表研究报告,描述了他们如何实时观察活体转基因老鼠的大脑随时间和外界环境的改变而发生变化。甘博士认为,他们观察到的老鼠大脑皮层神经细胞的一些微妙变化可能帮助人们理解高等动物包括人类的大脑是如何记录信息、形成记忆和学习知识的。

甘文标博士告诉多维社说,纽约长岛冷泉港(Cold Spring Harbor)实验室的另一个研究小组也作了类似的实验。他们同样观察到活体老鼠大脑神经元细胞微小突起(Spine)随环境和时间变化形成和消失。与甘文标博士的研究小组不同的是,冷泉港实验室的研究观察到神经细胞突起存留时间不长,而甘博士却观察到某些突起一旦形成,绝大多数可以长时间保留,有的甚至保持终生。由此可以推测,这些不断形成并能保留的神经细胞突起,就是动物大脑记录信息的物质基础。

挪威奥斯陆大学的神经科学家奥特森和海尔姆认为,这两个研究小组将“活体大脑的成像带入显微领域,对神经生物学的发展具有深远意义”。一些专业杂志的评论认为,活体大脑显微成像实验为人类进一步研究大脑意识和记忆力的形成提供了非常有力的方法。

据甘文标博士研究小组发表的论文介绍,实验用的是转基因技术培育的特殊老鼠。它们的脑神经细胞基因带有能够发出荧光的物质,在特殊激光的照射下,可以成像显示脑神经细胞突起的形成和消失。为取得清晰的图像而同时不影响老鼠大脑正常工作,研究人员在深度麻醉后的老鼠头骨上开辟出1毫米见方的观察“窗口”,再用微型器械将这片头骨打磨□薄至30至50微米,但并不打穿。同时还不断使用溶液冷却打磨部位,以减少打磨产生的热量,不致伤害大脑皮层。经过这番手术,老鼠大脑上就被打开一个“观察窗”,研究人员定期通过这个“窗口”拍摄脑神经细胞的变化。

据介绍,包括人类的动物大脑神经细胞通过伸向四面八方的轴突和树突相互发生联系,传递信息,并形成神经网络,构成大脑记忆和思维的物质基础。甘文标和同事们的实验使人类第一次观察到活体大脑神经细胞在一段时间内的变化。研究人员发现,相互交错,密如蛛网的脑神经细胞不断有新的突起形成,也不断有旧的突起消失。这些突起与相邻神经细胞的突起联系,构成象集成电路那样的神经线路,来完成某些大脑功能。而当动物受到外界刺激时,突起形成和消失的数量骤然增加。据观察,有些突起只存在很短的时间,例如几个小时,而另外一些则会长时间存在,并有可能固定下来,形成新的神经线路。

甘文标等人的研究还发现,幼年老鼠的大脑发育有一个“关键时期”。在这个期间神经突起形成和消失的变化很大,并为整个大脑神经网络形态的形成打下基础,大脑在此时获得基本的经验和记忆。到4个月大的成年期的老鼠,神经突起仍具有形成和消失的动态变化,但96%的新形成的突起能够保留1个月以上。许多体积较大的突起能够保留更长时间,甚至终生。冷泉港实验室的研究小组却在6到10周大的老鼠身上观察到不同的现象,仅有60%的新突起是稳定的,能够存在8天以上,20%的突起存在不到一天。

加州大学圣迭哥校区的神经生物学家拉里斯奎尔认为,这两个小组观察到的结果虽然不尽相同,但并不一定相互矛盾,因为他们观察的是不同年龄段的老鼠,观察的大脑皮层区域也不同。据了解,甘文标等人的研究是采用1个月大的青年老鼠和4个月大的成年老鼠,观察与视觉有关的脑神经细胞;而冷泉港实验室采用的是6到10周大的少年老鼠,观察的也是另外一部份脑神经细胞。

人的大脑能存储多少信息呢?科学实验结果超乎你的想象!

大脑的归档系统
到出生时为止,大脑就已经形成了40多个不同的功能区,用来控制看、听、说和肌肉运动。

大脑通过功能区处理所接收的感官数据。这一过程是在感官数据——所有我们所看到的、听到的、感觉到的、闻到的和尝到的——通过五种官能的引入而完成的。这五种官能是大脑获得外界信息的唯一渠道。大脑通过使用传输机制来增强获取信息的能力,包括从简单、自发的反射到深入的思考、探索。

当观察者身边的某件事情使他感到惊讶时,例如这件事是他以前从来都没有见过的,或是发生的这件事情不太容易解释清楚,那么他就会抬起眉毛、睁大眼睛。无论谁在惊讶的时候都会做出这种简单的、自发的面部动作。抬起眉毛是大脑“打开窗户”以便让更多光线进入眼中并扩大视野的方式。睁大眼睛可以让更多的视觉信息进入大脑。

当有某些东西吸引大脑注意力的时候,大脑也许会命令胳膊和手上的肌肉伸出去抓住这件东西,转动它,感觉它,并以其它方式测试它。这些有思想性的、经过思考的探索性行为将被大脑的映射系统接收并处理。

当知觉感官数据进入大脑时,这些数据将根据区域记录的数据的一般类型分解并发送到各功能区域中去。例如,对世界的非语言、感官的感知就可以被分到许多不同的地方去:形状被储存在一个地方,颜色在另一个地方;运动、次序和感情状态也都被分别储存起来。

记录下大脑与事件之间相互作用的神经系统过程,是由一系列对微观感觉输入和与之几乎同时发生的微观物理行为输出组成的。这些输入、输出发生于大脑不同功能区域,它们都是由另外的更小的部分组成。例如视觉输入,就被分隔在接近脑后的视觉映射区域之内而自成许多小系统,专门反映颜色、形状和运动。这些子系统也可以再细分。神经生物学家发现,在分子状态下,一组脑细胞辨识垂直相交线,另一组则辨识呈一点钟角度的线,还有一组辨识呈两点种角度的线,依次类推。

作为一个数据储存系统,大脑接收了无数的映像,将它们分解成不同的部分,并将这些部分分别储存在专门的脑细胞中。这种策略的好处是一个细胞可以多次用于确认一个类似的元素,例如,无论这个元素是出现在是水平放置还是垂直放置的物体中,它都可以被确认出来。这个脑细胞能够认出不同物体中的垂直线,例如,它可以在一个建筑物、一本书或一支铅笔中。每一个脑细胞都有能力储存许多记忆的片段。这些关于自然界的记忆或特征就会被分解成许多最基本的部分,如光线的光子,气味的分子和声波的振动等存储起来——当一个特别的连接网络被即或时,这些记忆即被唤醒。

在存储非语言的信息时,语言的各部分也被存入大脑的不同部分。听力、说话的能力、阅读能力和写作能力会被分别储存。自然界各事物的名称,例如植物和动物的名字,被记录在大脑的一个部分;物体、机器和其它人类制造的东西的名称记录在另一部分。名词与动词分开存放,音素与单词分开存放。

当大脑将感官信息提取出来的时候,在储存区域中的细胞之间还是会建立联系。这种联系将不同的储存区域组织起来,并作为系统和子系统被击活:例如物体区域,包括它的个体的特征;事件区域,包括时间和空间运动的次序;学习者的行为区域,就是对一事物做了什么、并产生什么结果。一个被击活的系统就是一种概念、原理或其他想法的架构。

从神经生物学家的研究中我们可以了解到,有证据表明在大脑的任何区域都没有储存图片。大脑不是一种象照相机一样的装置,不能储存所有看到的图像细节。这里没有图像记忆。大脑也不是一种录音机,不能记录并回放我们所听到的东西。在大脑中只有连接模式,它们数量众多并且是可以变化的。当已建立的连接被触发时,它们就会将各部分按照一定模式重新组合形成记忆(一个概念、事件等)。重组的质量高低由先前信息输入的质量水平所决定。

这个问题太有深度了,可能教授级别的都难以给出正确答案了,呵呵

这个问题好像一现在还没有人能完合理的理释

想法不错。技术上可能有问题。


大脑是如何获取信息和记忆
当我们的大脑对五种感官所接收的数据,用上面的三种功能进行处理后,这些数据就变成了,我们的脑内的记忆,包括:时间、地点、人物、语言等,并慢慢的成为我们的信念、性格和态度的综合体,这就是我们的思维蓝图。大脑是如何记忆信息的 1. 删减 什么是删减呢?我们的大脑在每秒钟会接收到超过两百万的...

大脑到底是怎么记忆存储信息的
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人脑内的信息是乳何储存的
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NLP告诉你:大脑对信息加工的三个过程(转)
NLP的研究发现,在我们与外界沟通的时候,大脑需要对信息进行不断地加工处理,如同经过层层过滤网。这个过程,包括以下三种:删减、扭曲、归纳(一般化)。NLP的研究发现,在我们与外界沟通的时候,大脑需要对信息进行不断地加工处理,如同经过层层过滤网。这个过程,包括以下三种:删减、扭曲、归纳(一般化)。

人的记忆,都是储存在人脑的哪个部分?
人类记忆的物理存储在哪里?主要是利用脑细胞,大脑中枢神经系统,二者由神经纤维构成的胼胝体相连,使人有存储的功能。人的大脑有100多亿个神经细胞,每天能记录生活中近亿条信息。人的大脑和电脑硬盘一样,记忆东西是零存记忆,硬盘若干个磁道坏了,存的东西不会大面积消失,只会丢失部分文字或者文档。

大脑的记忆功能是怎样的?
怎样才能有一个较强的记忆力呢?可以提高记忆力的方法有很多,这里介绍几种记忆方法。1.有明确目的的记忆每天我们的大脑会接收到大量的信息,选择有用的,你认为很重要的内容,这样有明确目的的记忆,很容易很快记住,而且记忆力持久且强劲,反之则短暂而微弱。比如你要去某个目的地,好不容易打听到那地方的地址,这时候你...

大脑是如何短时间内获得视觉数据,产生指令动作的信息呢?
我们的视觉中枢会将我们所看到的影像进行处理。从而再传到我们的大脑皮层。大脑皮层就会发布与我们看到的景物相对应的动作指令。我们的大脑是一个非常精妙的仪器,它可以帮助我们高效率的处理各种各样的事物。当我们看到一样事物的时候,我们的神经中枢已经反应过来,通过无数的神经元将信息快速的传递到了我们...

人脑中的信息存储在哪?
他澄清了“机能”“定位”等对脑机能结构研究有重要意义的基本概念;创立了神经心理学的临床测验法;尤其是划分出了人脑基本的机能结构系统。他认为,人脑有三个基本的机能联合区,它们是:(1)保证调节紧张度或觉醒状态的联合区;(2)接受、加工和保存来自外部世界信息的联合区;(3)制定程序、调节和...

关于人脑记忆的形成过程
我们脑内的神经元反映的信息在需要用的时候可以被准确的再次呈现,也就是储存在DNA链上的信息基因,在适当条件下,指导合成信息蛋白并呈现的过程。在信息处理的角度,我们都关心怎么找到信息,而找到信息的结果,也正是再认、再现的目的。前面我们探讨了记忆的历程,下面按先后阶段顺序,将记忆分为以下三种...

人的大脑怎么样存入信息的,如果这样存满了怎么办啊?
广义的大脑指小脑幕以上的全部脑结构,即端脑、间脑和部分中脑(见中枢神经系统)。大脑由约140亿个细胞构成,重约1400克,大脑皮层厚度约为2--3毫米,总面积约为2200平方厘米,据估计脑细胞每天要死亡约10万个(越不用脑,脑细胞死亡越多)。 一个人的脑储存信息的容量相当于1万个藏书为1000万册的...

鹤山市18623439115: 人类大脑靠什么记录我们的知识和思想?大脑的CPU是那个部位它的运作原理是什么 -
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