Исследователи из Калифорнийского технологического института измерили скорость человеческого мышления: она составляет 10 бит в секунду. Однако сенсорные системы нашего тела собирают данные об окружающей среде со скоростью триллион бит в секунду, что в 100 миллиардов раз быстрее, чем наши мыслительные процессы. Это новое исследование открывает новые важные направления исследований для нейробиологов, в частности: почему мы можем думать только об одной вещи за раз, в то время как наши сенсорные системы обрабатывают тысячи входных данных одновременно?
Исследование проводилось в лаборатории профессора биологических наук Маркуса Майстера под руководством аспиранта Цзеюя Чжэна. Статья, описывающая исследование, опубликована в журнале Neuron.
Бит – это базовая единица информации в вычислительной технике. Например, обычное соединение Wi-Fi может обрабатывать 50 миллионов бит в секунду.
В новом исследовании Чжэн применил методы из области теории информации к огромному объему научной литературы о человеческом поведении – чтении и письме, видеоиграх и собирании кубика Рубика, – чтобы вычислить, что люди мыслят со скоростью 10 бит в секунду.
“Это чрезвычайно малое число”, – говорит Майстер. “Каждый момент мы извлекаем всего 10 бит из триллиона, воспринимаемых нашими органами чувств, и используем эти 10 бит для восприятия окружающего мира и принятия решений. В связи с этим возникает парадокс: что делает мозг, чтобы отфильтровать всю эту информацию?”
В головном мозге насчитывается более 85 миллиардов нейронов, треть из которых отвечает за мышление высокого уровня и расположена в коре головного мозга. Отдельные нейроны являются мощными информационными процессорами и могут легко передавать более 10 бит информации в секунду. Но почему они этого не делают? И почему у нас их так много, если мы думаем так медленно? Майстер предполагает, что, учитывая открытие этого “ограничения скорости” в мозге, нейробиологическим исследованиям следует учитывать эти парадоксы в будущих исследованиях.
Еще одна загадка, которую поднимает новое исследование, заключается в следующем:почему мозг обрабатывает одну мысль за раз, а не несколько параллельно, как это делают наши сенсорные системы? Например, шахматист, представляющий себе набор будущих ходов, может исследовать только одну возможную последовательность за раз, а не несколько сразу. Исследование предполагает, что это, возможно, связано с тем, как эволюционировал наш мозг.
Исследования показывают, что самые ранние существа, обладавшие нервной системой, использовали свой мозг в основном для навигации, чтобы двигаться к пище и уходить от хищников. Если наш мозг эволюционировал из этих простых систем, позволяющих ему следовать по определенным маршрутам, то логично, что мы можем следовать только одному “пути” мышления за раз.
“Человеческое мышление можно рассматривать как форму навигации в пространстве абстрактных концепций”, – пишут Чжэн и Майстер.
Команда подчеркивает необходимость дальнейших исследований того, как это ограничение – одна цепочка мыслей за раз – кодируется в архитектуре мозга.
“Наши предки выбрали экологическую нишу, где развитие мира происходит достаточно медленно, чтобы обеспечить возможность выживания”, – пишут Чжэн и Майстер. “На самом деле, 10 бит в секунду необходимы только в самых неблагоприятных ситуациях, а большую часть времени наша окружающая среда меняется гораздо медленнее”.
Новая количественная оценка скорости человеческой мысли может опровергнуть некоторые научно-фантастические футуристические сценарии. В течение последнего десятилетия технологические магнаты предлагали создать прямой интерфейс между человеческим мозгом и компьютерами, чтобы люди могли общаться быстрее, чем при обычном темпе разговора или набора текста. Однако новое исследование говорит о том, что наш мозг будет взаимодействовать через нейронный интерфейс с той же скоростью 10 бит в секунду.
Помощь психолога