人的大腦是怎樣查找到所需要的知識的?


這個問題、這行文字透過我的角膜,穿過瞳孔,經過晶狀體投射在我的視網膜上。視網膜上的細胞們兢兢業業地將信號通過諸多電流和化學反應經視神經、LGN傳送到我的視皮層。視皮層和一些其他皮層是一個超級「圖像大師」和嫻熟的「翻譯官",它們互相合作將視網膜的信號處理後「翻譯」成可被大腦其他的一些區域「理解」的信號。

一些信號兵分幾路進入大腦前額葉及其它可被我「意識」到的結構。有些信號直接進入意識,於是我知道我看到了我的手機和手機屏幕上的圖形;有些信號途徑負責語言的區域,我知道了這是一個問句,是知乎上的一個問題,問及大腦如何查找知識,和「記憶」一詞相關聯;有些信號途經負責情緒的區域讓我在本該睡覺的時間興奮了起來;有些信號經過海馬體和複雜的皮層網路里搜索有關「記憶」一詞的信息,這些信息就是我的記憶,一些記憶也被提取編碼進入我的「意識」。我大腦的一些回應再經過皮層、丘腦、小腦、脊神經……一直傳達到我的手指敲打在手機的屏幕上……再次進入我的角膜、瞳孔、晶狀體、視網膜……

話說「記憶」一詞會被皮層的一些區域檢測熟悉程度:這個詞我不陌生;皮層的另一些區域會觸發那些和「記憶」相關的記憶。一些記憶會被提取到意識/潛意識層面進行思考整理。

以上的闡述並不是很清晰,因為記憶的存儲、搜索及獲取的機制仍然處在探索階段。另外,為了讓更多的人看懂,我盡量在關鍵的語句上避免術語。

如果我了解到比較嚴謹的記憶搜索機制會更新這個回答。


記憶現在被認為主要有長期記憶,短期記憶,工作記憶的分類,在這三個名詞中,短期記憶指的就是你剛剛看到或者獲得信息時候在海馬區域暫存的內容,其持續時間非常的短,幾秒幾分鐘。而當由於記憶強化或者一些特殊標記的記憶會被投射到皮層等形成長期記憶,這個記憶的持續時間長達數小時或者數年。

當你看到熟悉東西,或者要調動記憶時候,工作記憶就開始工作了,它的原理是海馬從皮層中獲得相應的信息,暫存起來,並和你要執行任務的信息進行匹配,如果匹配了就獲得了這個記憶信息。其中具體的原理不詳細闡述,還有很多點還僅僅處於心理學上的理論,神經生物學還沒給出具體解釋,希望能幫到你。


謝邀, @劉柯

看了下前面幾個回答的日期……最早的回答者在我沒入學,剛高考完時候就回答了……

好了,正經開始回答問題。

題主問,人的大腦是怎樣查找所需要的知識的?

這裡的知識,我想可以理解為陳述性記憶,即事實和事件(facts and events),如中國是中華人民共和國簡稱,與此相應的是非陳述性記憶,或程序性記憶,即興趣或者技能,如騎自行車。

陳述性記憶一般認為儲存在海馬區裡面。

人的大腦如何查找所需要的知識,在這可以轉化成等同的問題,就是 在根據線索找到相關記憶的時候發生了怎樣的神經生物學活動?

具體來說,比如說我在神經生物學考試,遇到了名詞解釋,要把英文片語解釋成中文,這道題是」Visual Cortex「,答案是」視覺皮層「,我接下來要講的,就是在 」Visual Cotrex" 和「名詞解釋」 到「視覺皮層」之間發生的神經活動。

在一切的開始,我想提一下Hebb 假說,最簡單的英文表述是」Neurons that fire together wire together「,當兩個相鄰的神經元由於某種原因一起放電的時候,他們之間的連接是增強的,相反,」Neurons that fire out of sync lose their link「,當神經元不同步放電的時候,他們的連接漸漸減弱。

接下來放上一張圖

這張圖來自於 Neuroscience.Exploring.the.Brain.3rd_Edition 第734頁 圖24.5。

關於這張圖如果有任何侵權行為請及時通知我,我會及時刪除的,我不知道這張圖的使用規則是怎麼樣的,是不是用於教學或者非盈利的時候會有直接授權?如果有侵權我會儘快手繪一張重新發上來。

這張圖很好的解釋了記憶的形成(即學習)和提取過程。

記憶的形成過程(或學習過程)

圖一,最開始當有外部刺激的時候,刺激激活了一個細胞集合。圖二,當刺激消失之後,會仍然存在一些反彈激活 圖三,根據Hebb假說,這些激活的神經元被緊密的連接在一起。圖四,細胞集合中被加強的連接包含了刺激的印記。以上為記憶的形成過程(即學習過程),這個外部刺激可以是一個圓,也可以是 」Visual Cotrex「,或者」名詞解釋「 ……

記憶的提取過程:(即我們關心的查找過程)

圖五:當學習過後,細胞集合的部分細胞被激活之後會導致整個細胞集合的激活,進而重現了刺激。

上述過程中,有一個很重要的假說,即「同一神經元既參與了記憶的形成,又參與了記憶的呈現。」不過貌似好多的事實都與之相符。

所以說現在我們已經知道大腦是如何根據單個線索提取相關的記憶的了……接下來我們需要一個比較重要的假說就能讓小明在考場上答對這個問題了。這個假說是「同一神經元可以出現在不同的網路當中」,這個假說也有相關的證據可以證明,記得是某期環球科學上的文章,說同一個神經元可以對一個演員的聲音,照片,甚至出演過的電影做出應答……也算是證明了這個假說。

小明心滿意足的在試卷上寫上了」視覺皮層「四個字,在整張英文卷子中,這是最後幾個字,此時距離考試結束還有30分鐘。小明自信的將眼前答滿的試卷檢查了一遍,暗暗想,還好當時看的是英文版課件……不然要被英文卷子坑慘了……可惜最後小明只有88分,我一直相信的是卷面上只扣了2分,剩下十分一定是平時小測不認真導致的……

全文完。

大家如果有什麼不理解的地方歡迎討論和私信。

參考資料 :Neuroscience.Exploring.the.Brain.3rd_Edition 第734頁,圖24.5

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1. 一切都是數據。視覺,聽覺,嗅覺,感覺所有得一切進入大腦的時候都會變成數據。就像計算機處理二進位數據一樣,大腦有自己的數據格式,並且會把外界的一些感知轉換成這個格式的數據。

2. 數據的壓縮和存儲。大腦能記住那麼多人得長相,熟悉的音樂,溫度,感覺,看過的文字電影,學習過的任何等等。數據會被壓縮到足夠的合理的結構和大小被存儲起來。

3. 數據的之間的關係。所有得數據,具有高度的關聯性,這就是為什麼看到一幅畫面,會聯想起很多相關得東西。數據是以一種互相關聯的格式,可以快速提取的方式流動於大腦的神經系統中。

4. 最後,大腦存儲數據,壓縮數據,提取數據還需要能量。就像電腦需要供電一樣。

如何用計算機查找到你需要的文件,如何用互聯網找到需要的資源,大腦也是這麼做到的。


我想起了高中考試時腦海中總會出現一張404 not found的場面了


前面的人已經回答得很好了。

簡單地說就是記憶喚起。


接收問題—接收成功—載入5%—載入失敗—手機在哪—找百度—問題解決成功


通過神經元之間的突觸Synapse。


這是一個很大的問題,如果簡單概括的來說就是多個神經環路共同工作的結果,其中主管學習與記憶的海馬和新皮層扮演了主要角色。當然由於社會家庭教育經歷不一樣,所形成的神經環路不完全一樣即思維方式不一樣,所以大腦在查找所需要的信息的時候會經歷一個快速而複雜的過程。


當你使用百度搜索答案的時候,並不需要把李彥宏叫到一邊:「過來,你給我講一下你這個百度是如何搜到我需要的信息的?」於是李彥宏站在邊上唧唧歪歪講了3個小時終於講完了百度的工作原理,最後說,「老闆,您放心,這是我的工作,我一定會辦好這件事的。」心中卻腹誹不已:「我干這活那麼多年沒出過什麼事啊,今天老闆怎麼了?莫非出了什麼問題?」

所以安排部下做事,不要心存猜忌,不要質疑手下的辦事能力,要完全放手讓他去做,用人不疑,疑人不用。要充分相信你的大腦是可以輕鬆完成搜索所需這個屁大點事情的,畢竟是從業多年的熟練工、忠心耿耿的老部下,質疑這樣的一個人,除了讓你的公司變得一團糟不可能有其它結局。

信任遠比質疑可以得到更多的朋友,更可以讓員工發奮的工作。

其實處於底層的員工是低下而自卑的,你只要給予些許的尊重,就足以讓他為你賣命。何必把不信任表露出來呢?

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就算你真的有朝一日搞清楚了,也沒什麼用,因為你的身體並不會因此而開放大腦的使用許可權,即使你真的獲得許可權而影響到大腦運作,只會讓你如上文所敘,因過多的插手基層事務而導致公司管理上的失敗。


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