参考消息网6月7日(ri)报道据美国趣味科学网站6月4日(ri)报道，一项新研(yan)究证实，大脑可以存储(chu)的信息可能是以前认为的近10倍。
与计算机类似，大脑的记忆存储(chu)也以“比特”为单位来衡量，它能容纳的比特数取决于神经元之间的连(lian)接，即(ji)突触。历史上，科学家认为突触的大小和强度相当有限，因而限制了大脑的存储(chu)能力。然而，这(zhe)一理论近年来受到挑战——这(zhe)项新研(yan)究进一步(bu)支持了如下看法：大脑可容纳的信息量大约为以前人们所认为的10倍。
在这(zhe)项新研(yan)究中，科研(yan)人员开(kai)发了一种高度精(jing)确的方法来评估老鼠大脑部分神经元之间的这(zhe)种连(lian)接强度。这(zhe)些突触构成(cheng)了学习和记忆的基(ji)础，因为脑细(xi)胞(bao)在这(zhe)些点上进行交流，从而存储(chu)和共享(xiang)信息。
通过更好地(di)了解突触增强和减(jian)弱的方式和程度，科学家们更精(jing)确地(di)量化了这(zhe)些连(lian)接可以存储(chu)多少信息。这(zhe)项分析4月23日(ri)发表在《神经计算》杂志上，它展示了这(zhe)种新方法不仅可以提高我们对学习的理解，还可以提高我们对衰老和侵蚀大脑中连(lian)接的疾(ji)病的理解。
芝加哥大学神经生理学助(zhu)理教授杰伊·余(音)通过电(dian)子邮件告诉趣味科学网站：“这(zhe)些方法触及神经回路(lu)信息处理能力的核心。”余没有参与这(zhe)项研(yan)究。他说：“能够(gou)估算出(chu)大脑可能代表多少信息，这(zhe)是理解大脑执行复杂计算能力的重要(yao)一步(bu)。”
在人类大脑中，神经元之间有超过100万亿个突触。这(zhe)些突触相互之间会发射(she)化学信使，促(cu)进信息在大脑中的传递。在我们学习的过程中，通过特定(ding)突触传递的信息在增加。突触的这(zhe)种“增强”使我们能够(gou)保留新信息。一般来说，突触的增强或减(jian)弱取决于相关神经元的活跃(yue)程度——这(zhe)种现象被称为突触可塑性。
然而，随着年龄的增长或患上阿尔茨海默(mo)病等神经系统疾(ji)病，我们的突触变得不那么活跃(yue)，强度减(jian)弱，这(zhe)会降低认知能力以及存储(chu)和检索记忆的能力。
科学家可以通过观察突触的物理特征来测量它们的强度。此外，一个神经元发出(chu)的信息有时会激活一对突触，科学家可以利用这(zhe)对突触来研(yan)究突触可塑性的精(jing)确度。换句话说，给定(ding)相同的信息，这(zhe)对突触中的每个突触是否以完全相同的方式增强或减(jian)弱？
测量突触可塑性的精(jing)确度在过去被证明是困难的，同样困难的还有测量任何给定(ding)突触可以存储(chu)多少信息。这(zhe)项新的研(yan)究改(gai)变了这(zhe)一点。
为了测量突触的强度和可塑性，研(yan)究小组利用了信息理论，这(zhe)是一种理解信息如何通过系统传递的数学方法。这(zhe)种方法还使科学家能够(gou)量化突触之间可以传递多少信息，同时也考虑到大脑的“背景(jing)噪音”。
索尔克生物研(yan)究所计算神经生物学实验(yan)室负责人、该论文共同资深作者(zhe)特伦斯·谢伊诺夫斯基(ji)在一封电(dian)子邮件中告诉趣味科学网站，这(zhe)种传输的信息是用比特来衡量的，因此，拥有更多比特的突触可以比拥有更少比特的突触存储(chu)更多的信息。一个比特对应于一个突触发送两种强度的信息，两个比特对应于四种强度，以此类推。
研(yan)究小组分析了来自大鼠海马体的成(cheng)对突触，海马体是大脑中对学习和记忆形成(cheng)起主要(yao)作用的区域。这(zhe)些突触对彼此相邻，对相同类型和数量的大脑信号做出(chu)反(fan)应。研(yan)究小组确定(ding)，给予(yu)相同的输入时，这(zhe)些突触对会以完全相同的程度增强或减(jian)弱，这(zhe)表明大脑在调整特定(ding)突触的强度时是高度精(jing)确的。
分析表明，海马体中的突触可以存储(chu)4.1到4.6比特的信息。研(yan)究人员在此前对老鼠大脑的研(yan)究中得出(chu)过类似的结论，但当时他们用一种不太精(jing)确的方法来处理数据。英(ying)国加的夫大学神经科学教授凯文·福克斯在一封电(dian)子邮件中告诉趣味科学网站，这(zhe)项新研(yan)究帮(bang)助(zhu)证实了许多神经科学家现在的假设——每个突触携带的信息远不止一个比特。福克斯没有参与这(zhe)项研(yan)究。
这(zhe)些研(yan)究成(cheng)果基(ji)于老鼠海马体一个非常(chang)小的区域，所以还不清(qing)楚如果扩展到整个老鼠大脑或人类大脑是什么结果。余说，确定(ding)这(zhe)种信息存储(chu)能力在大脑不同部位之间和不同物种之间如何变化将是很(hen)有趣的。
福克斯说，在未(wei)来，该团队的方法还可以用来比较(jiao)大脑不同区域的存储(chu)容量。它还可以用来研(yan)究大脑中一个区域在健康状(zhuang)态和疾(ji)病状(zhuang)态时的情况。（编译/卿松竹）
德国一个博(bo)物馆(guan)展出(chu)的人脑模型（德新社）