請問大腦用甚麼方式儲存記憶?請專家指教。

2012-07-27 10:37 pm
請問大腦用甚麼方式儲存記憶?係唔係是用記憶細胞?如果係,甘記憶細胞又用甚麼方式儲存記憶?請資深專家指教指教。

回答 (1)

2012-07-27 11:41 pm
✔ 最佳答案
在六、七十年代的幾項老鼠實驗, 那時候的環境正是核酸(nucleic acid) 和蛋白質(protein) 的時代,許許多多的生化機制都被NA 和 protein 所聞明。 其中有一群科學家利用老鼠做了一個實驗,他們原本訓練一隻老鼠(A),等 A 訓練完後,他們將 A 的腦萃取出蛋白質,然後送入另一隻老鼠(B) 的體內,結果他們很驚訝的發現 B 不用經過訓練便可以具有 A 的行為模式。 於是,他們便懷疑,腦中的儲存物質很可能是 protein。
如果我們腦中的儲存物質是 protein 的話,那麼我們就大約可以算出人類腦中最大可以儲存的極限容量了。 一般來說,人類腦的重量約二到三公斤,而身體中約有 66% 是由水組成,那麼我們可以這樣假設了:
假設某人的腦重量為 3 公斤,而我們可以完全排出腦中的水和不需要生化機制的 NA 和 protein,所以我們可以得到最大 memory protein 為兩公斤,而每一個 Amino Acid 的平均分子量為 120,於是我們所能具有的全部 a.a.數為:
2000 / 120 = 16。67 mole ,即 16。67 x 6 * 10^23 個,也就是所有用來儲存的 a.a. sequence 有 10^25 個,然而每個 sequencelocation 可以由 20 種a.a. 所構成,這和電腦所定義的 byte 數不一樣,因為電腦中是以 8 bit 為 1 byte,而 1 bit 為 1 和 0 的組合。 我們不知道生物儲用的 "byte" 為幾 "bit",我們只知道可能的 "bit" 有 20 種變化.....。
於是,我們不管 protein 以何形式來儲存 real world 的 Data。 也不管腦中 receptor or binding protein 如何解譯 memory protein sequence。好吧,如果我們這麼想知道人類的極限能力的話,我們假設我們一樣是8 "bit"(bio-bit) 組成一個 bio-byte,只是這個 bit 很奇怪,有 20 種變化。 因此在生物中對於 real world 的 information 種類就有 20^8 定義,大約 256 * 10 ^ 8,比電腦 ASCII 的 256 種變化多多了,看起來似乎能夠代表 real world 的所有資訊,那我們就這樣假定了。
因此,我們能夠記憶的最大容量是 10^25 bio-byte,換算成硬碟的容量是:
total bytes = 10^25 / 8 = 1。25 * 10^24(近似於 10^24)
10^24 / 10^(6+3) = 10^15 bio-GB
以全球一年 HDD 一億臺出貨量來說,大約要 10^15 / (10*10^8) = 10 ^ 6 ( 假設每台 10GB),相當於要一百萬年才能生產出一個人腦中儲存總容量的 "總硬碟" 數目,如果這個理論正確的話,那麼就算一個細胞中只有 1% 的 protein 用來memory 外,還是得上萬年才生產的出來。
近年來在生物化學的領域中,基因研究一直是個相當熱門的話題,也是目前生物科技探索次細胞世界的主要方法。 依據六七十年代的老鼠研究,我們大概可以瞭解人的記憶這件事情和 protein 脫不了關係,可是問題就出現在這兒,"記憶和 protein 脫不了關係" 在邏輯上並不是 "記憶物質就是 protein" ,那麼如果真有記憶物質的話,它到底是什麼? 機制為何?仍待科學家考証!


收錄日期: 2021-04-13 18:51:39
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20120727000051KK00413

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