人腦的影像或聲音記憶搜尋是如何運作的?

前的生物化學對於人腦的記憶儲存機制還不是很清楚啦，不過要談到人腦的記憶機制，首先就得看一下人腦是如何處理訊息的。



　　人腦處理訊息的模式理論上可以算是數位 （digit） 的形式，因為神經衝動（Nerve impulse） 是一種全有全無 （All or none： 這在前幾封信的學長有提到過） 的方式，也就是神經電位有所謂的閾值，這剛好符合數位處理的 0 與 1，在某個神經電位之下的電位被解釋成 0 （or 1），而其上的值則被解釋成 1 （or 0）。


　　既然神經衝動是屬於數位方式，但是，人的腦部是否就和電腦一樣呢? 答案很明顯，當然不是。 現在讓我們將角度放在人腦和電腦的單位層次，來比較看看神經元 （Neuron） 和電晶體 （transistor） 的差異。


　　一般來說，transistor 有所謂的輸入 （Input） 和輸出 （Output） 端 （end），如果我記得沒錯的話 （畢竟不是電機科系的，說錯還希望前輩指正），在各個logic 下的 transistor 其大多只有兩個 Input end，一個 Output end，和

其它 transistor 以極為有序的平面網路 （2-D network） 結構相連在一起，構成 AND，OR，XOR....等邏輯運算和 ADD，SHIFT.... 等算數運算，而構成這些單元後，這些單元的功能就此限制住了，沒辦法再修改，亦及 ADD 就是ADD，不能變成 AND....。


　　可是 neuron 呢? 以一般最常見的 neuron 來考慮，有所謂的樹突 （dendrite）和軸突 （axon） 分別處理 Input 和 Output 的訊號。 和 transistor 相似的，neuron 的 axon 通常只有一個，可是 dendrite 呢? 平均在十萬以上，再加上 neuron 和 neuron 之間是屬於亂序的立體網路 （3-D network），這使得 neuron雖然也是處理 0 與 1，可是一群 neuron 結合起來，卻沒有特定的功能了。



　　就以下面來比喻吧： 當某一區域具有 A，B，C，D，E，F 六個 neuron，假設當它們以A-B-C-D-E-F 來當 information pathway 時，所具有的功能為 ADD，可是在複雜的 3-D network 構成下，它可能還有另外的 information pathway，但不論information pathway 為那條，A-C-B-D-E-F 雖然只有 BC 對調，但同樣包含這相同 6 個 neuron 的 pathway 所具有處理能力就和原先不一樣了，也就是說，XOR，AND，SHIFT....都有可能....


　　Neuron 這樣的功能表示什麼呢? 表示人的腦部能夠在有限的 neuron 中，"重疊而平行地" 處理許多事件。 我們可能在馬路上開車，突然之間一個小孩跑出來，經過眼睛收到訊息後，我們緊急踩下煞車，握緊方向盤，腎上腺素大量分泌，交感神經興奮....。等等顯在和隱藏的處理程序發生了。 請允許我這樣比喻，在現在的 MPP 超級電腦中，我們是用大量的 CPU 來達成平行處理，可是人腦卻十分精巧地利用 neuron-neuron 間的突起連結成一個嘆為觀止的單一 CPU 卻具有多 CPU 的能力，或許我們更可以這樣猜測，人腦是同時具有處理和儲存能力的 "CPU"，就拿一些數據來比較吧，人腦中的 neuron 約有一百四十億個，而目前人類在處理器實作中就屬 Alpha 有將近一千萬個 transistor 最多。


　　事實上很明顯，人腦大約是 Alpha 的 1400 倍，加上能 "虛擬" 的處理數....。你能想像人腦所具有的潛能嗎?


不過這也只是將人腦比做電腦才有這樣子的比較，事實上的情形，人腦和電腦屬於兩種不同領域的東西，雖然就某種方面來說具有相關性 （皆是某種形式的stimulus & response），但很難將兩者視為平起平坐的 "處理器"....


　　以上是電腦和人腦的某種數字遊戲，接下來的 Post 將討論到一些人類記憶原理的假說了....。

2013-05-03 19:09:25 補充：
http://hk.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=7006071101263&q=7006090404470&p=%E4%BA%BA%E8%85%A6%E8%A8%98%E6%86%B6

http://en.wikipedia.org/wiki/Transistor_count
可见现在的Transistor Count已經到了70億。

1.編碼：獲得資訊並加以處理和組合。
2.儲存：將組合整理過的資訊做永久紀錄
3.檢索：將被儲存的資訊取出，回應一些暗示和事件。

人類記憶的過程，目前被認為和電腦處理信息存取的過程類似。通過對電腦數據輸入輸出原理的了解可以有助於幫助我們理解記憶這個複雜的過程。