我們經(jīng)常想象人類意識就像處理單元網(wǎng)絡(luò)中的電信號輸入和輸出一樣簡單——因此可以與計算機(jī)相媲美?，F(xiàn)實(shí)要復(fù)雜得多。我們實(shí)際上并不知道人腦可以容納多少信息。

兩年前，西雅圖艾倫腦科學(xué)研究所的一個團(tuán)隊繪制了包含在小鼠大腦一立方毫米中的所有神經(jīng)元（腦細(xì)胞）的 3D 結(jié)構(gòu)圖——這是一個非凡的里程碑。

在這個微小的腦組織立方體中，一粒沙子大小，研究人員計算了超過 100,000 個神經(jīng)元和超過 10 億個神經(jīng)元之間的連接。他們設(shè)法在計算機(jī)上記錄了相應(yīng)的信息，包括每個神經(jīng)元的形狀和配置以及連接，這需要 2 PB 或 200 萬 GB 的存儲空間。為了做到這一點(diǎn)，他們的自動顯微鏡必須在幾個月內(nèi)連續(xù)收集 25,000 個微小樣本切片的 1 億張圖像。

現(xiàn)在，如果這就是將神經(jīng)元及其連接的全部物理信息存儲在一立方毫米的小鼠大腦中所需要的，你也許可以想象從人腦收集這些信息不會是在公園里散步.

數(shù)據(jù)提取和存儲并不是唯一的挑戰(zhàn)。對于一臺類似于大腦操作模式的計算機(jī)，它需要在很短的時間內(nèi)訪問所有存儲的信息：信息需要存儲在其隨機(jī)存取存儲器 (RAM)中，而不是傳統(tǒng)的硬盤。但是，如果我們試圖將研究人員收集的數(shù)據(jù)量存儲在計算機(jī)的 RAM 中，它所占用的容量將是有史以來最大的單內(nèi)存計算機(jī)（圍繞內(nèi)存構(gòu)建的計算機(jī)，而不是處理計算機(jī)）容量的 12.5 倍。

人腦包含大約 1000 億個神經(jīng)元（與銀河系中的恒星一樣多）——是我們立方毫米小鼠大腦中所含神經(jīng)元的一百萬倍。估計的連接數(shù)是驚人的 10 的 15 次方。即 10 后有 15 個零——這個數(shù)字與 1 公里長的海灘上兩米厚的沙層中包含的單個顆粒相當(dāng)。

空間問題

如果我們甚至不知道人腦可以存儲多少信息，你可以想象將其傳輸?shù)接嬎銠C(jī)中會有多困難。你必須首先將信息轉(zhuǎn)換成計算機(jī)可以讀取和存儲后使用的代碼。這樣做的任何錯誤都可能是致命的。

信息存儲的一個簡單規(guī)則是，在開始之前，你需要確保有足夠的空間來存儲你需要傳輸?shù)乃行畔?。如果不是，你將必須確切地知道你存儲的信息的重要性順序以及它是如何組織的，而大腦數(shù)據(jù)遠(yuǎn)非如此。

如果你在開始時不知道需要存儲多少信息，則可能會在傳輸完成之前用完空間，這可能意味著信息字符串可能已損壞或計算機(jī)無法使用。所有數(shù)據(jù)都必須存儲在至少兩個（如果不是三個）副本中，以防止?jié)撛跀?shù)據(jù)丟失的災(zāi)難性后果。

這只是一個問題。如果你在我描述研究人員的非凡成就時注意到他們設(shè)法將神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的 3D 結(jié)構(gòu)完全存儲在小鼠大腦的一小部分中，你就會知道這是從 25,000 個（極薄的）組織切片中完成的.

必須將相同的技術(shù)應(yīng)用于你的大腦，因為只能從大腦掃描中檢索到非常粗略的信息。大腦中的信息存儲在神經(jīng)元之間連接的物理結(jié)構(gòu)的每一個細(xì)節(jié)中：它們的大小和形狀，以及它們之間連接的數(shù)量和位置。但是你會同意你的大腦以這種方式被切割嗎？

即使同意我們將你的大腦切成極薄的薄片，你的大腦的全部體積也極不可能以足夠的精度切割并正確“重新組裝”。人腦的體積約為 126 萬立方毫米。

時間的問題

在我們死后，我們的大腦會迅速發(fā)生化學(xué)和結(jié)構(gòu)方面的重大變化。當(dāng)神經(jīng)元死亡時，它們很快就會失去交流能力，并且它們的結(jié)構(gòu)和功能特性會迅速改變——這意味著它們不再顯示它們在我們活著時所表現(xiàn)出的特性。但更成問題的是我們的大腦會老化。

從 20 歲開始，我們每天損失85,000個神經(jīng)元。但別擔(dān)心（太多），我們失去的大部分神經(jīng)元還沒有找到它們的用途，它們沒有被要求參與任何信息處理。這會觸發(fā)程序進(jìn)行自我毀滅（稱為細(xì)胞凋亡）。換句話說，我們每天都有數(shù)以萬計的神經(jīng)元自殺。其他神經(jīng)元因疲憊或感染而死亡。

不過，這并不是什么大問題，因為我們在 20 歲時擁有近 1000 億個神經(jīng)元，而且以這樣的損耗率，達(dá)到 80 歲時我們只損失了 2-3% 的神經(jīng)元。如果我們沒有患上神經(jīng)退行性疾病，我們的大腦仍然可以代表我們在那個年齡的終生思維方式。但是，停止、掃描和存儲的合適年齡是多少？

你更愿意儲存80歲的頭腦還是20歲的頭腦？過早地嘗試儲存你的思想會錯過很多以后會定義你的記憶和經(jīng)歷。但是，如果太晚嘗試將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到電腦上，就會冒著儲存癡呆癥的風(fēng)險，這種癡呆癥也不太“有效”。

因此，將大腦中包含的信息上傳到計算機(jī)的可能性是完全遙不可及的，并且可能永遠(yuǎn)遙不可及。