九乡新闻网:人脑的记忆原理
来源：百度文库 编辑：九乡新闻网 时间：2024/04/29 18:18:40
我们的大脑模式或思维结构是按一定的有序程度组织的。这种有序性就是我们思想中的规则。我们的大脑是靠这些规则(因果关系)理解和解释事物的。如果事物结构的有序性与我们大脑的思维结构不兼容，我们就无法理解或暂时不能理解它们，因为我们对事物的认识是来自感官的。由此推断人工思想机器的思维结构必须与我们大脑的组织结构在模式上兼容。
当我们紧张不安时，我们就会意识到我们的大脑没有处于良好的有序状态。我们的行为正是我们的大脑为自己工作的结果，即大脑正在调整自己的组织结构或变得更加有序，最终是通过行为显现的。计算机或控制系统都有硬件和软件，就像光具有波粒二重性。软件就像头脑，它控制“身体”的行为，但是它的功能并不一定是有智慧的。软件是系统的组织结构。与电脑运行软件不同，思维不仅是在运行软件而且是在进行自身结构重组，使其更加有序。
在人的神经网络系统中，大脑产生意识。意识是大脑记忆某些自身活动的结果。意识内容总是尽可能转向无意识，即从模糊到有序。意识通过注意和集中只是处理问题的模糊部分，而无意识则是过滤信息和支配多任务，准确地对平常来自环境和身体内部的信号或刺激作出反应。大脑可以回忆无意识区的记忆，但是处理记忆则是在意识区进行思维。电脑程序完全是“无意识”的或者说是完全有序的。无意识永远不会接受来自意识的模糊内容。我们能够感受两种现象，自然(非生命)和生活。一般讲我们可以预期自然现象和发现自然规律，但是我们不能找出普遍的动物生活现象的规律，也不能精确预测动物的行为。生命(动物)具有意志。
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世界上所有生命包括植物在最初阶段都只有无意识。无意识的作用一是完全有序的，支配生命自身的行为，对外界和内部刺激作出准确的反应以适应环境和为了生存；二是完全无序的，由自然来选择。无意识不能处理模糊问题。当生命进化到一定程度，它们开始以简单的记忆方式记录刺激与反应的关系并形成经验，这样就产生了意识。生命初期的意识没有自觉性。当生命能够以信息的方式记忆它正在做什么，它就有了自我意识。意识是主体对模糊信息刺激反应过程的记忆结果，可以说大脑也是这种记忆的产物。如果我们接受这个观点，意识就简单地成为记忆问题了。由于无意识，记忆并不记录所有的大脑活动。要是电脑能够伴随自发地记录自己的工作过程，就能够有自我意识。
讨论意识而不涉及无意识是不恰当的，因为无意识是意识的深厚基础。我们的记忆都在无意识之中。无意识的作用是过滤输入的信息、组织关联记忆或经验以及完成多任务等。而潜意识是心理学词汇，通常用来解释人的思维和行为的驱动。无意识并不是大脑空空，只要没有脑死亡它就会永远不停地工作。人脑的智能活动是意识和无意识的混合工作。没有无意识就没有智能。
讨论大脑思维可分为不同层次，即从最表面的行为表象和情感到基本粒子的状态、运动和相互作用。不论我们所指的数字、模拟、图像、情感、价值观、量子是什么意思，如果在一个讨论中跨越不同的层次，就会经常引起误解和混乱。作为人工智能主体的神经网络必须包括“大脑”和“身体”。所谓大脑就是这个系统的意识区和无意识结构或程序。意识区处理模糊问题，它包括处理记忆和编程功能；无意识程序处理精确问题，包括过滤信息、多任务功能和储存记忆。所谓身体包括感官和行为执行机构。
智能系统内部成员是靠神经系统联系的。这也就是说它们之间不得存在任何信息传递界面。电脑部件之间的信息传递是有界面的，所以仅从这一点上讲电脑不可能是个智能主体。任何人造系统必然存在一个界面，在这个界面上人和人工物的交互方式是兼容的。如果制造一个具有自我意识的“人工智能”系统，就应该在它的自我意识和自我人工物之间存在一个界面。
另外，设计这种系统必须让我们提前知道它如何产生意识，而意识又是我们设计目标的一种附带现象。它又是在这个系统被制造完成之后才能显现的。我们设计制造东西是靠我们头脑中现有的规则和逻辑，因此我们对人造物自身的功能和发展过程是能够预期的。我们无法设计一种我们不能理解和预期它的功能的机器。因此我们只好模拟大脑功能，这又让我们面对界面的难题，于是我们开始转向量子理论，但是我们不能肯定我们大脑的工作机理是否是量子化的。
人类大脑内在数十亿个神经细胞，它们相互之间通过神经突触相互影响，形成极其复杂的相互联系。记忆就是脑神经细胞之间的相互呼叫作用，其中有些相互呼叫作用所维持时间是短暂的，有些是持久的，而还有一些介于两者之间。
当一个脑神经细胞受到刺激发生兴奋时，它的突触就会发生增生或感应阈下降，经常受到刺激而反复兴奋的脑神经细胞，它的突触会比其它较少受到刺激和兴奋的脑细胞具有更强的信号发放和信号接受能力。当两个相互间有突触邻接的神经细胞同时受到刺激而同时发生兴奋时，两个神经细胞的突触就会同时发生增生，以至它们之间邻接的突触对的相互作用得到增强，当这种同步刺激反复多次后，两个细胞的邻接突触对的相互作用达到一定的强度(达到或超过一定的阈值)，则它们之间就会发生兴奋的传播现象，就是当其中任何一个细胞受到刺激发生兴奋时，都会引起另一个细胞发生兴奋而，从而形成细胞之间的相互呼应联系，这就是即记忆联系
记忆的生理本质：
M=记忆信息残留率(％)
T=时间(短期记忆的时间单位是分中期记忆的单位是日长期记忆的单位是年)
N1=记忆强度(=参与记忆的脑细胞个数 * 关联突触个数)。
N2=记忆深度(=参与记忆的惰性度总和：短期记忆细胞的惰性度<=1，1<中性细胞<=10，10<惰性细胞的惰性度<=100)。
当 M 大于或等于作用阈时，记忆有效
当 M 小于作用阈时，记忆无效
古希腊快速记忆秀
其实早在公元前500年左右，古希腊时代就可见有关记忆的文献，记录着关于当时的人不需要用纸笔做记录，就可以侃侃而谈或者演讲或者辩论。目前中外有关“快速记忆”最早记载的“男主角”是古希腊诗人西孟尼提斯(Simonides)，他因为唱作俱佳常被邀请到希腊各城邦演讲。
有一次西孟尼提斯应邀到一场宴会演讲，说到一半突然有人找，他只好离席出去瞧瞧究竟是怎么一回事。就在西孟尼提斯出去不久之后，突如其来的大地震震垮了宴会场所的屋顶，里面的宾客不但全都被压死，而且面目全非认不出身份。当然，当时还没有发达的辨识医学，不能用牙齿、毛发、DNA等确认死者的身份，让死者可以入土为安，还真叫死者的亲属们发愁。
幸好大难不死的西孟尼提斯的记忆表现解决了这个难题，原来为了演讲时和听众产生良好的互动，他用了特别的定位记忆法(location system)来记住宾客的名字和其所坐的位置，解决了死者亲友的难题，展现了快速记忆的惊人能力。
记忆的真相
传统认为，记忆力等于是头脑存取资料的过程，对学习、思考，以及记忆而言扮演着核心角色。其实，我更愿意将记忆力看成是建构记忆的行为，而不是如何将资料“想”或是“找”出来的线索。很多人常常谈到自己记忆不好，就好像心脏不好或是膝盖不好一样，可以吃药或是做康复等就可以改善记忆的“症状”。大家要知道记忆并不是人体的器官，而是抽象的过程，如何强化这个过程正是我们追求的。
记忆状态
一旦记忆被创造出来就得储存，虽然我们对头脑具体记忆区的了解还是少得可怜。抽象的记忆状态(memory stage)可以分成三种：感官记忆(sensory stor-age)、短期记忆(short-term memory)、长期记忆(long-term memory)。
感官记忆
说明
我们知道人有五种感官：视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉，通过这些感官所产生的印象或记忆是最初的记忆存盘，需要通过短期或长期记忆的存盘处理才会被记住，否则稍纵即逝很快就忘了。
短期记忆
说明
短期记忆一次能记忆资料的数量有限，除非不断重复，否则几分钟后会被其他资料取代而忘记。所以资料如果能不断重复，短期记忆就能持续。短期记忆并非万能，一般而言能记住7项左右的事物。刚刚各位做了头脑体操，如果能顺利复述超过8个以上，代表短期记忆的能力不错。若是记不了几行也先别丧气，好的记忆策略及方法可以改善短期记忆的表现。例如记忆长串数字如电话号码时，采用分段记忆比较容易记住。
短期记忆有点类似暂存记忆(working memory)，如果所需处理的资料够重要的话就得转化成长期记忆。
举例
餐厅领班小陈一般不需写点菜单，就能记住客人点的菜。今天靠窗的客人点了两杯不加冰的橙汁、一份意大利面、一份五分熟的牛排，外加一杯拿铁咖啡，这表示他的短期记忆不错(还记得短期记忆能记住多少资料吗？)。就在走回厨房下单时，手机忽然响了，接听之下才知道是恭喜他通过餐饮服务从业人员的优等考试，他兴冲冲地挂了电话，却忘了客人点的是什么咖啡。
各位有没有见过马戏团或杂耍团里，两手同时抛接五六个彩球的小丑？只见小丑先抛一个彩球在空中、再加一个球、再加一个球，直到五六个彩球依序在空中翻滚，只见小丑不慌不忙地一接一抛，不时还扮扮鬼脸赢得观众的笑声和掌声。这几个一起一落的彩球就像我们短期记忆的资料，技术好经验丰富的人可以像小丑般游刃有余地操作、运用，不过因为接抛空当的时间限制，技术再好的小丑也没办法同时抛太多彩球，就像短期记忆资料的限制一样。而且如果有外力干扰(例如小陈的手机来电)，难保小丑的彩球不会落地，领班小陈难免也会忘了客人点了什么咖啡。正因为短期记忆有其特殊性及针对性，如果重要或需要久记的资料，自然得再次处理成为长期记忆，否则就会被“选择性遗忘”，就像领班小陈不需要记得昨天客人点了什么饮料或是菜色。
长期记忆
说明
大多数的人提到“记忆”时，指的多半是所谓的长期记忆。不过，专家多认为信息必须经过感官记忆、短期记忆，才能转化成长期记忆。有些专家认为长期记忆的资料本身一旦形成就永远不会遗忘，问题只出在如何找出、取出(retrieve)记忆的手段是否有用而已，就好像知道某件衣服一定在家里(长期记忆)，只是找不到而已。不过也有专家强调长期记忆只是记忆储存的模式，不是具体的事物(例如刚才那件一时找不到的衣服)，并不见得是永远保留的。
举例
各位既然对计算机不陌生，让我们再举计算机来说明。当我们在处理Word的环境下，按一下新文件的图标，屏幕就会出现一页空白页面让我们处理及操作，这时就像短期记忆的作用，等我们在计算机上工作一阵子，跳出精灵提醒得存盘时，于是我们取了文件名并选择储存的方式，不论是存在软盘、光盘，还是硬盘上，都好像是头脑的数据处理转为长期记忆了。当然人脑储存记忆的功能及过程更加复杂精妙，储存记忆的方式及地方大多还是待解之谜，不是计算机可以比得上的，只可惜没有像微软设计出的精灵，可以像仙女那样随时蹦出来搭救落难的书生。“水能载舟，也能覆舟”，我希望各位读者可以了解记忆进而战胜记忆，锻炼强度高的记忆系统，提升学习及工作效率。加油！
关于大脑记忆的现在的研究确实不完全，大致有种说法：
１ 记忆并不是存储在大脑某一部分，而是广泛存在于皮质各处，可能就是在神经元以及突触及他们的通道之间．
２ 刺激大脑皮质可引起人的某些回忆．
３ 最近研究表明，神经元的活动能改变ＲＮＡ含量，ＲＮＡ在大脑记忆功能上有可能有重要作用 大脑的几个记忆规律
尽管科学家们一个接一个的科研成果让我们对记忆有了越来越多的了解，但直到今天，科学家所发现的所谓大脑的秘密也只是冰山一角，在很大程度上，大脑和记忆仍是神秘的。记忆是一个过程，并且当记忆的时候，实际上就是把保存在大脑中零零碎碎的信息进行重建。
关于大脑的记忆，有些事实是已经被科学家证实了的，我们可以加以利用：
1、大脑喜欢色彩。平时使用高质量的有色笔或有色纸能帮助记忆。
2、大脑集中精力最多只有25分钟。这是对成人而言，所以学习20到30分钟后就应该休息10分钟。我们可以利用这段时间做点其他事情，10分钟后再回来继续学习，效果会更好。只有聚精会神，专心致志，排除杂念和外界干扰，大脑皮层才会留下深刻的记忆痕迹而不容易遗忘。如果精神涣散，一心二用，就会大大降低记忆效率。
3、大脑需要休息，才能学得快，记得牢。如果感到很累，先拿出20分钟小睡一会儿再继续学习。
4、大脑喜欢问题。当我们在学习或读书过程中提出问题的时候，大脑会自动搜索答案，从而提高学习效率，并把该问题的原理记得更清楚、更牢固。从这个角度说，一个好的问题胜过一个答案。
5、大脑和身体有它们各自的节奏周期。一天中大脑思维最敏捷的时间有几段——如上午9点钟至中午12点钟，下午3点钟至5点钟，以及晚上8点钟至10点钟——如果能在大脑功能最活跃的时候学习，就能节省很多时间，会取得很好的学习效果。
6、压力影响记忆。当受到压力时，体内就会产生皮质醇，它会杀死海马状突起里的脑细胞，而这种大脑侧面脑室壁上的隆起物在处理长期和短期记忆上起主要作用。因此，压力影响记忆。最好的方法就是锻炼。
7、大脑需要重复。每一次回顾记忆间隔的时间越短，记忆的效果越好，因为多次看同一事物能加深印象，但只看一次却往往容易忘记。这里要强调一下记忆周期，或者叫记忆规律——当我们学到一个新知识并想迅速掌握它时，除了经常应用以外，要想在大脑里保留永久记忆，那么不妨试试这个时间规律：
10分钟—→半天—→全天—→三天—→一周—→一个月—→三个月—→……
也就是说，第一次复习后，10分钟内最好再看一遍；然后是12小时后、24小时后、三天后……这样不断加深你的记忆，相信到最后你想忘掉它也是不可能的了。
当然，也可以根据自己的情况对周期进行调整。举个例子说明一下。如果还有10几天，还能看一遍书。那么最先看的肯定是掌握的最好的科目，最后的看的是掌握最不好的科目，或者看了更容易忘的科目。这就是根据记忆规律达到最好的复习效果的应有之义。也许大家感觉这很浅显，但在复习的任何阶段都有清晰的思路是很难的，做到这一点已经不容易了。
http://www.5imentor.com/cet4v.htm
艾宾浩斯记忆规律曲线
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我们说阅读是对知识“记”的存储过程，而对知识的再现和运用往往是“忆”的提取体现。记忆的关键不在于储存，而在于提取、检索。我们掌握快速记忆法的关键就是人们当需要知识的时候，能有效地把记下的内容，大量地、准确地“忆”出来。这就要求我们不仅能把记的内容牢固地记（储存）在脑海里，而且能在适当的时候快速地把这些内容忆“提取”出来。其实，这种能力开发的巨大潜力我们每个人都具备，只不过人自身还没有自觉地认识和发现它，去科学的训练和系统地掌握它罢了。
人类的大脑由大脑纵裂分成左、右两个大脑半球，两半球经胼胝体，即连接两半球的横向神经纤维相连。大脑的奇妙之处在于两半球分工不同。美国斯佩里教授通过割裂脑实验，证实了大脑不对称性的“左右脑分工理论”，并因此荣获1981年度的诺贝尔医学生理学奖。
按照这一理论，人的左脑支配右半身的神经和器官，是理解语言的中枢，主要完成语言、分析、逻辑、代数的思考、认识和行为。也就是说，左脑进行的是有条不紊的条理化思维，即逻辑思维。与此不同，右脑支配左半身的神经和器官，是一个没有语言中枢的哑脑。但右脑具有接受音乐的中枢，负责可视的、综合的、几何的、绘画的思考行为。观赏绘画、欣赏音乐、凭直觉观察事物、纵览全局这都是右脑的功能。
研究还发现，人脑所储存的信息绝大部分在右脑中，并在右脑中正确的加以记忆。右脑如同一个书架，架上分类摆放不同的书籍，每本书有自己的书名，书中再分章划节层层记述，右脑信息储存量是左脑的一百万倍。思考的过程是左脑一边观察提取右脑所描绘的图象，一边将其符号化、语言化。换言之，右脑储存的形象的信息经左脑进行逻辑处理，变成语言的、数字的信息。
爱因斯坦曾这样描述他的思考问题时的情景：“我思考问题时，不是用语言进行思考，而是用活动的跳跃的形象进行思考，当这种思考完成以后，我要花很大力气把他们转化成语言。”显然，正是左右脑协同工作，使人类具有感知力、创造力。
特别值得提出的是人对自身右脑潜力的开发与运用尚处于低级阶段。科学家们已经证明：右脑具备的图形、空间、绘画、形象的认识能力，即形象思维的能力，使它处于大脑感知世界的前沿。创造性思维中的“知觉”和“一闪念”是极其重要的，这一个“火花”往往孕育一个新理论、新学说，有的甚至催毁了原有的思想体系。此时，右脑具有的直观的、综合的、形象的思维机能发挥巨大的作用。一句话，创新必须充分调用右脑。
我们强调开发右脑的重要性，并不是要用右脑思维取代左脑思维，事实上右脑思维也不可能取代左脑思维。右脑储存的大量信息、它的知觉都必须经左脑语言的描述和逻辑的加工才具有最终的价值。然而右脑毕竟是我们使用的“弱项”，注重开发右脑潜能，也许更能“少投入、多产出”。正确使用右脑，人生才能更加充实美好。尽管人人都得使用左脑，因为左脑掌管语言功能。但以左脑为中心的生活方式却是单色调的，因为左脑是以利害得失计算和愉悦感情统治的世界，用非常狭隘的视野观察人生和社会，人们难免迷失于纷纷扰扰的现实社会。右脑是基于人类许许多多年遗传信息考虑问题，因而更豁达，视角更宽广。学会用右脑思考，您会发现，原来生活可以更美好，学习可以更轻松，您的潜在能力更巨大。
在美国，荣获1981年度医学、生物学奖的斯佩里博士做过一个有名的实验。斯佩里博士切断患者的位于左右脑连接部的脑梁，然后挡住其左视野，在其右视野放上画或图形给患者看，患者可以使用语言说明图形或画上的东西是什么。可是，如果在左视野显示数字、文字、实物，哪怕是读法很简单，他也不能用语言说出它们的名称。
通过实验，人的两脑分工情景越来越清楚了。如前所述，左脑有理解语言的语言中枢，而右脑有与之对应的接受音乐的音乐中枢。这一点，从左、右脑的外形差别便一目了然。其次，语言中枢的左脑与人的意识相连。如果打击左脑，人的意识会立即变得模糊。
右脑支配左手、左脚、左耳等人体的左半身神经和感觉，而左脑支配右半身的神经和感觉，右视野同左脑，左视野同右脑相连。因为语言中枢在左脑，所以左脑主要完成语言的、逻辑的、分析的、代数的思考认识和行为。而右脑则主要负责直观的、综合的、几何的、绘图的思考认识和行为。
中央电视台曾播放过一次现场表演：一位青年书画家，他用左手作画，右手写书法，龙飞凤舞、左右开弓。画图是非线性的直观行为，所以是右脑发挥作用，指挥左手完成；而右手写书法(诗词)，需要完成记忆性的语言和思维，所以是左脑指挥右手完成。这个例子生动地说明了左、右脑的分工情况。所以日本著名右脑专家春山茂雄形象科学地把左脑称为包含感情的“自身脑”，把右脑称为继承祖先遗传因子的“祖先脑”。
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