Research shows the brain's processing speed is significantly faster than real time
http://www.physorg.com/news114358469.html
November 15, 2007
亞歷桑納大學的科學家為「腦袋如何處理記憶」的難題增添另一塊拼圖。
Bruce McNaughton，一位心理學與生理學教授，及其同事 David Euston 證明，在睡覺期間，再度活動的即時（real-time）體驗記憶，以較高的速率在腦中被處理。其速率可快上 6-7 倍，是 McNaughton 所謂的「思考速度（thought speed）」。
記憶在大腦皮質層（cortex）以模組化形式儲存活動模式。皮質層中不同的模組處理不同種類的資訊 -- 聲音、視覺、味覺、嗅覺等等。皮質層將這些活動網路送往一個稱為海馬迴的區域。海馬迴能創造並指定一個標籤（tag），一種臨時性條碼，這對於所有記憶都是獨特的，然後將該訊號送回皮質層。
皮質層中的每一種模組利用這種標籤重新取得自己所屬部份的活動。例如已吃過午餐的這段記憶，將涉及一些模組，其中的每一種可能記錄了用餐者坐哪裡、上了哪些菜、餐廳的喧鬧程度或是為這支付一頓所進行的金融交易。
雖然真正用餐體驗時間，實際上可能花了一小時，但是在重複這段記憶時可能只花 8-10 分鐘。McNaughton 說，理由在於鞏固過程（consolidation process）的速度不受真實世界物理定律的限制。
腦袋會使用這種生物性手法，是因為這裡並沒有方法讓其所有的神經元都連接起來，並且與其他每一個神經元互動。對海馬迴而言，要進行這所有的連接仍是種昂貴的任務。這些被取回的、由海馬迴產生的標籤，只是暫時性的，直到皮質層能獨立維持（carry）一段被賦予的記憶。
"這是種緩慢的過程，" McNaughton 說。
"標籤在創造之初是透過現存的連接。為了要進行重新接線（rewiring），擁有模組間的連接，以維持繁重任務時間是必要的。你所要做的是，恢復這些記憶許多次。每次在你復原這些記憶時，模組會在連接中產生一些偏移... 某件事以這種方式發展、以那種方式發展，一個連接就在那裡產生了，然後一組最理想的連接就會被構成，" McNaughton 說。
一般認為腦部在睡眠期間完成這些事，特別是在慢波睡眠（slow wave sleep，SWS）時，那時腦袋不會忙著處理即時性輸入。McNaughton 開發這種能記錄多重探測器的技術，每個探測器能追蹤一打或更多腦細胞的活動。
"我們需要整群的細胞，以便能確認出一種模式，你得要觀察從許多神經元收集而來的活動，" McNaughton 說。他先前的研究證實，那些會在睡覺前活動發射的細胞，在睡眠期間也會有同樣的連續模式。在睡眠期間，海馬迴會傳送短暫地，100 ms 的活動爆發到皮質層，次數達到每秒三次之多。
剩下來要做的是找出一種實驗，那將能讓研究者證明，記憶再度活動過程（memory reactivation process）中的改變會影響記憶的鞏固，而不會在過程中傷害腦部。
"更實際的論點，我認為是方法論，能在一個 10 ms 時期下，下測量腦部狀態的改變程度，以測量腦部處理速度有多快、這種內部狀態遍及其記憶有多快，或著它所允許的模式，我想，一種思考速度的模型，是什麼，" McNaughton 說。
知道思考速度的決定性因素，他說，或能允許藥物效力、發展異常與行為療法的研究，那或許能改善它們。
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72.4秒！ 200位數開13次方
【聯合報╱編譯莊蕙嘉／綜合十六日外電報導】 2007.11.17
一位法國學生運用他天賦異稟的心算能力，只花七十二點四秒就將電腦隨機挑選的兩百位數開十三次方，創下新的世界紀錄，得到「人身計算機」的封號。
廿七歲的勒梅赫是法國巴黎附近理姆斯人，目前正攻讀人工智慧的博士學位。十五日勒梅赫在紐約科學館挑戰兩百位數開十三次方，他坐在筆記型電腦前，由電腦隨機選取兩百位數後顯示在螢幕上，數字多到占了十七行。他只用了一分多鐘，就得出這個數字的十三次方根是個十六位數：兩千三百九十七兆兩千零七十六億六千七百九十六萬七百零一。
「我不是書呆子，也不是怪胎。」勒梅赫說：「算出第一位和最後一位數都很簡單，但中間的數字就麻煩多了。」上一次他進行這項挑戰用了七十七秒，他不斷研究開十三次方根的問題多年，一次又一次打破自己的紀錄。
勒梅赫分析自己的大腦說：「我使用的是人工智慧系統，只不過這個系統不是電腦，是我的大腦。我相信其他人也可能辦得到，但是我的速度比他們快多了；我的大腦有時可以運作得非常快。」他把自己的大腦當成一部電腦使用，當運算出現錯誤時，他找出並分析錯誤。他說這感覺就像「用我的腦子跑一組程式」。
進行高度運算的人腦也有極限。勒梅赫說，有時他做乘法運算，大腦運作之快讓他得吃藥控制。為了保持頭腦清醒及運作順暢，他每天練習心算，並且發展出一套「養腦之道」：維持慢跑，不碰咖啡、酒精及太甜或太油膩的食物。每隔幾天他會放個假，聽音樂放鬆自己。
勒梅赫對自己的大腦很有信心，認為其他對手能做到把一百位數開十三次方就很了不起了，不可能打破他的紀錄。目前已有許多銀行和電腦公司找上他，希望能借重他灰色腦細胞的力量。
◆ 人腦金氏紀錄 15秒內算出n的平方
【聯合報╱編譯莊蕙嘉／綜合十六日報導】 2007.11.17
蓄著鬍子、戴眼鏡，額頭上有深深皺紋的勒梅赫，將兩百位數開十三次方只花了七十二點四秒，顯示他的大腦的確有過人之處。
穿著簡單上衣和牛仔褲的勒梅赫，衣服燙得平整，頭髮、鬍子也梳理得整整齊齊，十一歲時勒梅赫發現他對數字很有辦法，但令人驚訝的是，他在學期間數學科的表現並不出色，大部分時間都靠自修學習。
他發展出一套訓練大腦的方法，可以如同電腦般運作，就像用自己的腦袋跑程式。他的大腦還有偵錯功能，當運算出現錯誤時，他會從錯誤中學習，增進運算技巧。
除了勒梅赫，還有幾位在心算領域表現驚人的天才，他們的大腦結構同樣令人嘖嘖稱奇。像德國人甘姆，他可以心算八位數乘法，將數字九次方，開五次方根，將整數除以六十位小數，還可以把話倒著說。已成為名人的甘姆忙著演講、上電視和寫書，比利時認知心理學研究中心分析他的大腦後指出，一般人算數時用到大腦中的十二個區域，但甘姆可用到十七個；另外，他的腦部血流速度是正常人的六倍。
另外一位心算天才是德國人米特林，他多次贏得奧林匹亞心算金牌，將一百位數開十三次方只需十一點八秒。
目前金氏世界紀錄「最快的人身計算機」保持人是弗朗斯柏格，他可以在十五秒內算出任何數字的平方，速度比計算機還快。名利雙收的弗朗斯柏格是美國太空總署的講師，並上遍各大電視節目表演他的數學技巧娛樂大眾。不過勒梅赫認為，大部分對手都無法與他相提並論。
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