脳が情報を記憶する仕組みは？

脳をモデルにしたデータストレージは実現するのか

数PBの容量を持ち、シリコンメモリの100万分の1以下のエネルギーで動作する人間の脳。人間の脳を模倣できれば、効率的なストレージが実現するだろう。だが、そこに至る道のりは平たんとはいえないようだ。

公開 2017年07月27日 08時00分

更新 2019年11月14日 13時58分

著者

Antony Adshead

[Computer Weekly]

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　将来のデータストレージは、現在のフラッシュストレージのようにセルの電子のオン／オフを切り替えるものではなくなるだろう。

　フラッシュの後継と一部で期待されている「Racetrack」メモリのような、磁気ベースの仕組みでもなさそうだ。Racetrackはセル1個当たり1bitまたは数bitをメモリの物理単位当たり100bitで置き換える。

　これらに代わるものとして科学者が研究を進めているのは、人間の脳が記憶を保持する仕組みを模倣する方法だ。

　これまでのところ、その研究は脳が情報を記憶する際の正確な仕組みの解明に挑んでいる段階だが、脳を模倣できれば、それによって得られる潜在的な利益はとてつもなく大きい。

　現時点の見積もりによると、人間の脳の記憶容量は恐らく数PBにも及ぶ。また、実験物理学者スチュアート・パーキン教授は、脳が消費するエネルギーはシリコンベースのメモリの100万分の1以下と推定している。

　脳が情報を記憶する仕組みについて、学術界では今も完全にコンセンサスが得られているわけではない。かなり大ざっぱにまとめると、記憶の格納場所である脳細胞（ニューロンなどさまざまな種類がある）と別の脳細胞との間で神経伝達物質（これもさまざまな種類がある）を放出したり摂取したりすることで記憶すると考えられている。

　そして、ストレージを共有するための接続によるネットワークと、ネットワークを構成している接続が、格納する記憶自体を定義しているというのがパーキン教授の研究テーマだ。なお同教授は、米スタンフォード大学のナノテクノロジー技術研究施設「IBM-Stanford Spintronic Science and Applications Center」（SpinAps）と、ドイツのハレにあるマックス・プランク研究所の所長も務めている。

　同教授は次のように話す。