Ludzki mózg odbiera dane sensoryczne z naszego otoczenia z prędkością ponad jednego miliarda bitów na sekundę. Jednak nasze myśli są znacznie wolniejsze. Naukowcy z California Institute of Technology ustalili, iż prędkość ludzkiej myśli to zaledwie 10 bitów na sekundę.
Bit to podstawowa jednostka informacji w komputerach. Typowe połączenie Wi-Fi może na przykład przetwarzać 50 milionów bitów na sekundę. W nowych badaniach naukowcy z Catech (California Institute of Technology) zastosowali techniki z dziedziny teorii informacji do ogromnej ilości literatury naukowej na temat ludzkich zachowań, takich jak czytanie i pisanie, granie w gry wideo czy rozwiązywanie kostki Rubika, aby ustalić, z jaką prędkością myśli przeciętny człowiek.
Z badań tych wynika, iż ludzie myślą i przetwarzają informacje z prędkością zaledwie 10 bitów na sekundę. To bardzo mało w porównaniu do naszych systemów sensorycznych. Obwodowy układ nerwowy odbiera informacje środowiskowe z szybkością ponad miliarda bitów na sekundę – 100 milionów razy szybciej niż nasze procesy myślowe.
Wyniki oraz opis badań ukazał się na łamach pisma „Neuron” (DOI: 10.1016/j.neuron.2024.11.008).
Ograniczenie prędkości do 10 bitów
„Ta liczba jest śmiesznie mała w porównaniu z szybkością informacji, z jaką spotykamy się w codziennym życiu. Na przykład, denerwujemy się, gdy prędkość domowej sieci WiFi spada poniżej 100 megabitów na sekundę, ponieważ może to wpłynąć negatywnie na chociażby oglądanie seriali. Tymczasem, choćby jeżeli nie śpimy podczas seansu, nasz mózg nigdy nie wydobędzie więcej niż 10 bitów na sekundę z tego gigantycznego strumienia bitów” – napisali autorzy w publikacji.
W mózgu znajduje się ponad 85 miliardów neuronów, z czego jedna trzecia jest przeznaczona do myślenia wyższego rzędu. Pojedyncze neurony są potężnymi procesorami informacji i mogą z łatwością przesyłać ponad 10 bitów informacji na sekundę. Ale dlaczego tego nie robią? I dlaczego mamy ich tak wiele, skoro myślimy tak wolno?
– Wydobywamy zaledwie 10 bitów z miliarda, które nasze zmysły przyjmują i wykorzystujemy te 10 bitów do postrzegania otaczającego nas świata i podejmowania decyzji. To rodzi paradoks: co robi mózg, aby filtrować wszystkie te informacje? – przyznał Markus Meister, współautor publikacji.
Badacze szacują, iż choćby sto milionów bitów danych na sekundę jest przesyłanych z kory wzrokowej do głębokich obszarów kory nowej. Większość tych danych jest dla nas całkowicie bezużyteczna i jest przez mózg filtrowana. Oczy mogą uchwycić szeroki widok otoczenia, ale nasz mózg koncentruje się tylko na jego małej części na raz. Wolna prędkość myślenia oznacza, iż pozbywamy się ogromnych ilości informacji wejściowych i wybieramy tylko maleńki ułamek do pracy.
– Wygląda na to, iż natura wbudowała ograniczenie prędkości w nasze świadome myśli – powiedział Tony Zador z Cold Spring Harbor Laboratory, który nie był zaangażowany w badania. – Dlaczego? Naprawdę nie wiemy, ale prawdopodobnie jest to wynik naszej historii ewolucyjnej – dodał.
Ewolucja mózgu
Innym pytaniem, które wyłania się z tych prac jest: dlaczego mózg przetwarza jedną myśl na raz, a nie równolegle kilka, tak jak robią to nasze układy sensoryczne? Na przykład szachista wyobrażający sobie zestaw przyszłych ruchów może zbadać tylko jedną możliwą ścieżkę na raz, a nie kilka.
Autorzy publikacji sugerują, iż może to wynikać ze sposobu, w jaki ewoluowały nasze mózgi. Według nich pierwsze stworzenia z układem nerwowym wykorzystywały mózg przede wszystkim do nawigacji, aby poruszać się w kierunku pożywienia i uciekać przed drapieżnikami, zatem musiały podejmować tylko jedną decyzję na raz. Badacze twierdzą, iż nasze myślenie można postrzegać jako formę nawigacji w przestrzeni abstrakcyjnych pojęć, a mózg mógł odziedziczyć ograniczenie przetwarzania tylko jednej ścieżki na raz.
„Jak ludzie mogą sobie poradzić przetwarzając zaledwie 10 bitów na sekundę? Odpowiedź jest taka, iż do przetrwania to wystarczy. Nasi przodkowie wybrali ekologiczną niszę, w której świat jest wystarczająco powolny, aby umożliwić przetrwanie. W rzeczywistości 10 bitów na sekundę jest potrzebnych tylko w najgorszych sytuacjach, w większości czasu nasze środowisko zmienia się w znacznie wolniejszym tempie” – napisali autorzy w publikacji.
Podczas gdy nasz mózg radzi sobie z lawiną danych sensorycznych, nasze świadome myśli wydają się działać znacznie wolniej. Może to mieć implikacje, na przykład w dziedzinie tworzenia interfejsów mózg-komputer. Koncepcje tego typu interfejsów, które mogłyby przyspieszyć komunikację czy zwiększyć moc umysłu mogą nigdy nie zostać zrealizowane, jeżeli jesteśmy ograniczeni przez prędkość naszego własnego poznania.
Źródło: California Institute of Technology, Smithsonian Magazine, Live Science, fot. Stocksnap.io/ CC0
