大脑的记忆与存储技术是如何进行的
人脑无疑是最完美的一部生物机器，其最基础的功能就是记忆的存储与再现，而其他一切高级的功能无不是在这一基础之上。大脑是如何记忆的呢？一起来学习了解一下吧！
大脑的记忆与存储技术
记忆和照片
大脑在某些方面看起来非常像是一架照相机，当人看到什么的时候，大脑就立刻把那一瞬间的影像储存起来;而当人们在以后想看一看过去所见的某个场景时，大脑就会翻出那张照片，让人们可以慢慢欣赏。
但是记忆和照片有个最大的差别，用数学的方式讲，照片是个连续的平面，而记忆却是不连续的。
当人们看一张照片的时候，不论看的是真实的照片还是在显示器上看数字照片，人们看到的都是这张照片的全部，而且不管照片是否清晰都不会失真，除非经人刻意改动。
而记忆则不然，它完全是由一些碎片拼凑起来的，并且常常会有些碎片被丢失或者拼错。
记忆的碎片
试想人们回忆某个经历过的场景的时候，尤其是过去时间比较长的时候，人们是先想起那整个场景呢，还是从想起其中一部分内容开始?
毋庸置疑，尽管回忆者最终可能完完全全地想起那个场景的全部，甚至可以想起在那场景中回忆者并不能亲眼看到的身后或其他什么地方的细节(大脑的照片是全息摄影的杰作)，但记忆总是从一个或者几个零星的碎片开始再现的，这些碎片不断地从头脑中涌现出来，像拼图游戏一样在脑海里不停拼凑着，直到拼成回忆者认为满意的一幅完整图像。
然而，最终拼好的这幅图像的真实性却是不十分可靠的。
记忆碎片的失真
在回忆者拼凑脑子里的碎片以求得到一幅完整图像的时候，经常会有这样的情形——在往这幅图像上拼接其他部分碎片的时候，发现前面已经拼接好的某个碎片其实不属于这幅图像，也就是说有的碎片被拼接错了。
举个例子：某人在回忆一个聚会的场景，他可以清楚地回忆起整个场景中所有人的表情和动作，包括他身后的人，但是其中有个人所穿的衣服却被他“记”错了，那个人那天穿的并不是那件衣服，甚至那个人根本就没有那样一件衣服。(这个例子后面还会用到。)
对于这样的情况，回忆者可以把错误的碎片再剪下来扔掉，重新在那个位置拼接一个正确的碎片。
而有的时候，错误的碎片甚至会完好地与正确的碎片拼凑在一起，构成一幅貌似完整的图像，丝毫看不出有什么不对劲的地方;直到重新审视或者由别人指正，才会发现原来图像中有些地方拼错了，于是回忆者仍然可以重新再把那些错误的局部剪下来，重新在记忆中搜索到正确的碎片填补上去，直到整个图像再次使回忆者满意。这里面就有一个很有意思的事情——很显然，那些错误的碎片和相应位置之上正确的碎片一定是有着相同的(至少是非常近似的)形状，才能够和其他正确的碎片一起拼凑成整个图像。
为什么会有这种现象呢?
1、记忆存储的不连续性
唯一的解释似乎就是——记忆的存储并不是连续的。
记忆在存储的时候，大脑首先把原来的信息切割成碎片，然后把它们分别放到大脑自己认为合适的地方，等记忆者需要的时候(记忆的再现)再从大脑的各个角落把这些碎片搜集起来，然后尽量快地把它们按剪裁痕迹拼凑在一起。
有的时候大脑自己会“忘了”某些碎片所放的位置，因此就有些碎片“找不到”了，于是有些图像上就会被开天窗。这些天窗往往是记忆者认为不太重要的信息，然而心理学家却持完全相反的意见，认为被遗忘的那些信息才是最最重要的。
至少是有些碎片被裁剪成固定的规格，所以从不同图像上裁剪下来的碎片才可能会有相同的形状，而有时大脑自己也会对这些相同规格的碎片感到迷茫，所以会在记忆再现的时候挑出些错误的碎片来，以至于拼出失真的图像。
那么，大脑根据什么去剪裁图像呢，或者说剪裁的规格是什么样的呢?所有碎片的“尺寸”都一样吗?大脑又凭借什么线索在记忆再现的时候去把这些相关的碎片都找出来呢?
2、碎片真地被储存了吗?
大脑肯定是把一幅图像的各个碎片之间关系的信息保留着的，这样才能在将来记忆再现的时候去找到这些碎片，尽管这些信息的某些部分可能会丢失或出错。那么，每个图像就必然有一个完整的信息文件被单独保留着，里面详细列举着每一个碎片的去向，以及每一个碎片的大小、形状、剪裁线等等。
有时记忆者会发现，某些大的碎片实际上是由更小的碎片组成的，以上面那个例子来说，被“记”错的人那天穿的衣服可能是那个款式，只是衣服的颜色不是那样的，而且可能衣服上的纽扣也不对。也就是说，记忆者夸大了碎片的尺寸，而实际上记忆碎片的尺寸还要更小，甚至可以无穷小下去。
可是如果真地无穷小——其实只要小到一定的程度就可以算是无穷小了，那么碎片还能算是碎片吗?如果已经小到不能算作碎片了，那记忆存储的到底是什么呢?
3、信息元
碎片小到一定程度以后，就只能是只包含一个最原始信息的信息元了。图像被剪裁——应该说是被粉碎成一个个的信息元，分别储存在大脑里面，同时一份包含这幅图像所有信息元的信息文件被单独保留下来。可以想见，每个图像被粉碎成的信息元的数量都是个天文数字，包含了如此大量信息元信息的信息文件体积也必然非常巨大，这项存储工作既浪费大脑的存储空间，又浪费记忆者的精力。
假如某些图像共同含有同样的信息元，当它们被粉碎后，那些一模一样的信息元就要被反复地存储到不同地方，造成大量的信息冗余。
如果是这样，大脑为什么又要费劲地非要去把完整图像粉碎，然后再分别存储信息元和信息文件不可呢?大脑应该有更高明的解决方案。
4、背景信息库
信息元已经是人脑不可再分割的最小记忆单位了。这样的记忆单位在独立存在的时候不再具有其被粉碎以前的整幅图像的任何特征，甚至不具有独立意义，只有当它们和其他的信息元组合在一起的时候才具有某种特出的含义。这些信息元的形状、大小等等是标准化了的。这样的信息元就完全具备了将自己共享给不同用途的能力。
当记忆再现的时候，并不是真地把这个信息元拿走去拼接图案，而只是暂时(实际上是一些不连续的瞬间)用它一下，因此实际上大脑中不必存储任何一个重复的信息元，不同图像中共同含有的信息元每样只需要有一个被存储起来就可以了，不同的图像分别来取这一个信息元去和别的也是共享的信息元拼接。
这样一来，所有存储的信息元就构成了一个巨大的背景信息库，而记忆在被储存的时候，原始图像根本就完全不存在，只有一个信息文件被储存了。
5、信息文件
信息文件中没有记忆原始图像的痕迹，只是记录这个图像用到的所有信息元的一份清单，当这个记忆再现的时候，大脑根据这份清单去找所有需要的信息元。
因为信息元是标准化的，所以信息文件中就不必再有关于信息元的描述，而只需要单独指定所用的信息元就可以了，信息文件的容量被大大减小了。
对于使用信息元非常少的记忆，比如只包含一个或者几个信息元(这种可能性几乎不存在)，它的信息文件就显得比记忆本身还要大了。但通常情况下，每一个记忆所包含的信息元数量几乎都是一个无穷数，信息文件的效率就充分体现出来了。
人们的记忆过程，不管是存储还是再现，都只是在信息文件中进行，而不会直接接触背景信息库里的那些信息元。只有当背景信息库中没有所需的信息元的时候，大脑才会把新的信息元补充进去。但是，也有可能大脑中的背景信息库本来就包含了世间所有事物的信息元，所以人们才会对某些从来没有见过、经历过的事产生“似曾相识”的感觉。
6、比较数字化存储技术
把记忆的这个过程和数字化存储技术比较一下，很容易发现，随着存储技术的不断进步，数字化存储越来越与大脑的记忆过程相接近。尤其是公共网络的发展，社会型数据库的使用，使得人们需要个人保存的信息相对越来越少。
但是目前，也只能做到将人们所共同需要的信息完整地存储在网上，然后人们通过搜索把这个完整信息找出来。也就是说，存储的信息没有被粉碎过，尽管他们在介质上存储的物理位置可能是不连续的。
如果将来的存储技术能够完全达到人脑的记忆水平，那时的电脑终端将不再需要存储任何东西;而公共的数据库也不再需要存储各种各样的完整信息，只需要提供一些相当于记忆的信息文件那样的检索文件就行了;相当于大脑背景信息库的一个基础数据库因为只包含供终端显示使用的数元，所以实际上可以限制在有限容量以内，因此可以完全固化在终端设备的硬件里面。
当人们需要某个信息的时候，人么可以用终端设备在公共网络上的公共数据库中找到这个信息的索引文件，索引文件内指定这个信息所需要使用的所有数元，然后终端设备使用自己的数元把这个信息显示出来。
如果网络足够快的话，甚至可以把包含数元的基础数据库放到一个专用的公共服务器中，把终端设备完全简化成一个显示设备。
关于大脑记忆的这些分析，并没有医学、或者生理学、或者解剖学的佐证，只是分析罢了。而存储技术的发展却是有目共睹的。
大脑记忆的原理
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”。
人的大脑是如何记忆的
记忆是什么?科学家认为记忆可分为短期记忆、中期记忆和长期记忆。短期记忆的实质是大脑的即时生理生化反应的重复，而中期和长期的记忆则是大脑细胞内发生了结构改变，建立了固定联系。比如怎么骑自行车就是长期记忆，即使已多年不骑了，仍能骑上车就跑。中期记忆是不牢固的细胞结构改变，只有"曲不离口、拳不离手"反复加以巩固，才会变成长期记忆。短期记忆是数量最多又最不牢固的记忆。一个人每天只将1%的记忆保留下来
大脑是如何记忆的
大脑能记忆的物质基础是神经元，人的大脑中约有1000亿个。神经元是一种特殊的细胞，长有成千上万个触手，各个神经元的触手相互通连，形成一种神经元回路，就类似与电脑内存条里的电子回路，只不过比它复杂的多。
视觉、听觉、味觉、触觉等任何信息传到大脑后都形成电信号(跟现实生活中的电流不同，大脑中的电信号是带负电的纳离子的间歇流动，大脑中充满着纳离子，科学家还研究发现河豚毒素的作用原理就是它能阻塞这种纳离子的流动，因而具有剧毒)，然后在神经元不同的网络中通行而形成记忆。
能形成记忆的最基本的原因是:大脑的神经元网络具有可塑性(就好像我们用手指压一下橡皮泥，它上面就会留下一个痕迹)这是人脑与电脑的本质区别，电脑没有可塑性。这种可塑性科学家已经证实它的真实存在，不是推测。理论上来讲:一个死去的人，如果保持大脑的物理状态不发生变化，任何长时间之后，通过对大脑施加电流，通过还原技术，完全可以复原这个人活着时候的图画，也就是知道他的人生经历!
为什么有得记忆是长久的，有的记忆是短暂的?比如:我记得今天早晨的早餐，但2个月之前某天的早餐我不记得，但是年前的工作年会那天的早餐我却记得。这是因为大脑的神经元网络的可塑性，分两种，一种是过N小时后回复原始状态的可塑性，一种是固化的可塑性(固化是因为大脑中可以合成一种氨基酸，它能固化神经元网络)。这种固化在什么情况下产生?就是在人印象深刻的时候。大脑中的电信号，每秒钟的传输速度为100m，对于印象深刻的信息，大脑会反复不断的在同一神经元回路中传输，而这种传输有一种特性，传输的次数越多，传输起来越容易，当达到一定程度的时候，就会激发神经元细胞核中的部分基因片断，这部分基因指导合成上面所讲的固化神经网络的氨基酸。这就形成了固化的可塑性，因此形成了长久记忆。
是不是说长久记忆形成之后就不会忘记?不是这样的。因为大脑中还有一种氨基酸，专门慢慢的破坏这种可塑性，它的目的就是使神经元网络恢复原始状态，所以人脑不会因为记忆太多而容纳不下，重要的、印象深刻的，固化的可塑性最难被恢复。
电脑能形成记忆是利用了数字信号 1 、 0 ，而大脑能储存记忆是利用了数字信号和模拟信号相结合，带负电的钠离子的间歇性流动可以称之为数字信号，因为这种信号只要产生就不会消失或减弱;而各个神经元连接处是有一定间隙的(大约十万分之一毫米)这里的信号传输属于模拟信号，会根据情况不同，传输情况也不同。大脑就是利用这种数字信号和模拟信号的无限组合产生了千差万别的记忆。
遐想:记忆是否可以凭空制造?
可以!只不过它会非常之困难。怎样凭空制造记忆?打个简单的比方，大家知道在电脑中任何信息，包括一张图片，都是用 1 和 0 来存储的，那么反过来，我们只要按照一定的规则，编写一个 1 和 0 数字组合，也能凭空在电脑中产生一张从来没有过的图片。而人脑除了有数字信号外还有模拟信号，要找到它的表达规则，将会复杂到难以想象，但是只要找到这种规则，我们就可以依据这种规则，在大脑中制造出一片神经元网络回路，从而人可以记忆到一些自己从来不知道的场景。记忆的凭空制造在理论上是可行的，但实际操作难度根本无法现象。不过记忆的复制要容易的多，我们只要知道哪部分神经元回路表达的什么记忆，我们让这种回路在另外一个大脑中重现出来，那么这个大脑将会有与之相同的记忆。
大脑是人世间最复杂的东西，科学家们都承认这个事实。历史上，包括现在仍有很多科学家都相信 大脑根本无法研究大脑 。我们不去争论这个话题，但是有一点大家的共识:就是因为事物的复杂和深不可测，才不断的激发人类的好奇心，使求知、探索永不停息。也许人类的大脑就是因为这种不断的探索也在不断的自我学习、自我超越!
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!
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