Вчені з Каліфорнійського технологічного інституту виявили дивовижну межу швидкості людської думки — лише 10 біт на секунду — незважаючи на те, що наші органи чуття поглинають дані зі швидкістю мільярд біт на секунду. Це відкриття піднімає цікаві запитання про те, як наш мозок фільтрує інформацію та чому ми обробляємо одну думку за раз. Дослідження показує, що еволюційні фактори можуть зіграти певну роль, оскільки ранній мозок був розроблений для простої навігації, а не для багатозадачності.
Кількісна оцінка швидкості думки
Дослідники Каліфорнійського технологічного інституту кількісно оцінили швидкість людської думки та виявили, що вона становить лише 10 біт на секунду. Навпаки, наші сенсорні системи обробляють інформацію з приголомшливою швидкістю мільярд біт на секунду — у 100 мільйонів разів швидше, ніж швидкість нашого мислення. Це відкриття відкриває інтригуючі питання для нейробіологів, зокрема, чому мозок може зосереджуватися лише на одній думці за раз, одночасно обробляючи величезну кількість сенсорних даних.
Дослідження проводилося в лабораторії Маркуса Майстера (доктора філософії ’87), професора біологічних наук Енн П. і Бенджаміна Ф. Бьяджіні, під керівництвом аспіранта Цзею Чжен. Їхні висновки були нещодавно опубліковані в журналі Neuron.
Еволюційне походження обробки думок
Дослідження показують, що найдавніші істоти з нервовою системою використовували свій мозок переважно для навігації, щоб рухатися до їжі та від хижаків. Якби наш мозок розвинувся з цих простих систем, щоб слідувати шляхами, мало б сенс, що ми можемо слідувати лише одному «шляху» думки за раз. «Людське мислення можна розглядати як форму навігації в просторі абстрактних понять», — пишуть Чжен і Мейстер. Команда наголошує на необхідності майбутніх досліджень того, як це обмеження — один хід думок за раз — закодовано в архітектурі мозку.
«Наші предки вибрали екологічну нішу, де світ досить повільний, щоб зробити можливим виживання», — пишуть Чжен і Мейстер. «Насправді 10 біт на секунду потрібні лише в найгірших ситуаціях, і здебільшого наше середовище змінюється набагато повільніше».
Переосмислення інтерфейсів мозок-комп’ютер
Нова кількісна оцінка швидкості людського мислення може скасувати деякі науково-фантастичні футуристичні сценарії. Протягом останнього десятиліття технічні магнати запропонували створити прямий інтерфейс між людським мозком і комп’ютером, щоб люди могли спілкуватися швидше, ніж звичайна розмова або набір тексту. Нове дослідження, однак, припускає, що наш мозок буде спілкуватися через нейронні інтерфейси з тією ж швидкістю 10 біт на секунду.
Розуміння бітів і людського пізнання
Біт — основна одиниця інформації в обчислювальній техніці. Типове підключення Wi-Fi, наприклад, може обробляти 50 мільйонів біт за секунду. У новому дослідженні Чжен застосував методи з теорії інформації до великої кількості наукової літератури про людську поведінку, таку як читання та письмо, гра у відеоігри та збирання кубиків Рубіка, щоб підрахувати, що люди мислять зі швидкістю 10 біт. в секунду.
Парадокс ефективності мозку
«Це надзвичайно низька цифра», — каже Мейстер. «Кожної миті ми витягуємо лише 10 біт із трильйона, який сприймають наші органи чуття, і використовуємо ці 10, щоб сприймати навколишній світ і приймати рішення. Це викликає парадокс: що робить мозок, щоб фільтрувати всю цю інформацію?»
У мозку є понад 85 мільярдів нейронів, одна третина з яких призначена для мислення високого рівня та розташована в корі головного мозку. Окремі нейрони є потужними інформаційними процесорами і можуть легко передавати понад 10 біт інформації в секунду. Але чому вони цього не роблять? І навіщо нам їх так багато, якщо ми так повільно думаємо? Мейстер припускає, що, враховуючи відкриття цього «обмеження швидкості» в мозку, нейронаукові дослідження повинні враховувати ці парадокси в майбутніх дослідженнях. Ще одна загадка, яку піднімає нове дослідження: чому мозок обробляє одну думку за раз, а не багато паралельно, як це роблять наші сенсорні системи? Наприклад, шахіст, який передбачає набір майбутніх ходів, може досліджувати лише одну можливу послідовність за раз, а не декілька одночасно. Дослідження припускає, що це, можливо, пов’язано з тим, як розвивався наш мозок.