Η απάντηση αποτελεί έκπληξη! Αυτή είναι η ταχύτητα με την οποία ο ανθρώπινος εγκέφαλος επεξεργάζεται τις πληροφορίες – Η απάντηση αποτελεί έκπληξη

Η ανθρώπινη συμπεριφορά μπορεί να φαίνεται ρευστή και γρήγορη. Η πληκτρολόγηση σε έναν υπολογιστή ή η περιήγηση σε μια συνομιλία μπορεί μερικές φορές να μοιάζει με αστραπή σε δράση. Ωστόσο, οι ερευνητές προτείνουν ότι ο πραγματικός ρυθμός με τον οποίο ο εγκέφαλός μας επεξεργάζεται πληροφορίες είναι εκπληκτικά αργός, περίπου 10 bits ανά δευτερόλεπτο (bit/s).

Αυτή η αντίθεση μεταξύ του πόσα δεδομένα λαμβάνουμε και πόσο αργά φαίνεται να τα μετατρέπουμε σε αποφάσεις εγείρει ερωτήματα σχετικά με τη λειτουργία του εγκεφάλου μας.

Γιατί έχει σημασία αυτός ο αργός ρυθμός

Συγκεντρώνουμε τεράστιες ποσότητες αισθητηριακών εισροών όλο το εικοσιτετράωρο. Τα έντονα φώτα, οι καθαροί ήχοι και τα λεπτά αγγίγματα παρέχουν στον εγκέφαλό μας μια συνεχή ροή δεδομένων.

Ωστόσο, οι απαντήσεις μας φαίνονται υποτονικές σε σύγκριση με τα gigabits ακατέργαστης εισόδου που φτάνουν στα μάτια μας και σε άλλες αισθήσεις.

Πολλές μελέτες δείχνουν ότι, ανεξάρτητα από το αν παίζουμε ανταγωνιστικά βιντεοπαιχνίδια ή προσπαθούμε να απομνημονεύσουμε ολόκληρες τράπουλες, εξακολουθούμε να τρέχουμε με περίπου 10 bits/s.

Αυτά τα ευρήματα έλαβαν ιδιαίτερη προσοχή όταν οι Jieyu Zheng και Markus Meister από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια παρουσίασαν νέες ιδέες που προσθέτουν στη συζήτηση.

Σύμφωνα με το έργο τους, η απόδοση πληροφοριών ενός ανθρώπου είναι περίπου 10 bit / s.

Επίπεδα πολυπλοκότητας στις διαδικασίες του εγκεφάλου

Οι Zheng και Meister επισημαίνουν ότι τα κύτταρα του αμφιβληστροειδούς μας από μόνα τους μπορούν να μεταδώσουν εκατοντάδες εκατομμύρια bits/s, αλλά η συνολική ταχύτητα με την οποία ο εγκέφαλός μας επεξεργάζεται πληροφορίες προκειμένου στη συνέχεια να δράσει ή να σκεφτεί συχνά κολλάει σε ένα κλάσμα αυτής της ικανότητας.

«Η έντονη αντίθεση… αγγίζει θεμελιώδεις πτυχές της λειτουργίας του εγκεφάλου», δήλωσαν. Επισημαίνουν σενάρια όπως η πληκτρολόγηση ή η ομιλία, όπου η απόδοσή μας αιωρείται στο ίδιο στενό εύρος, ανεξάρτητα από τη δραστηριότητα.

Μερικοί λένε ότι αυτό μπορεί να είναι ένα απλό προϊόν των εξελικτικών μας ορίων. Άλλοι σημειώνουν την πολυπλοκότητα των νευρικών οδών που μπορεί να χρειαστεί να «κοσκινίσουν» ή να συμπυκνώσουν μεγάλους όγκους ακατέργαστων δεδομένων στις επιλογές που τελικά κάνουμε.

Οι καλύτερες προσπάθειές μας στην τελική ταχύτητα

Παραδείγματα από τον αθλητισμό και τα esports μας δείχνουν πώς συμπεριφερόμαστε όταν το διακύβευμα είναι υψηλό. Οι έμπειροι παίκτες Tetris μπορούν να ρίξουν και να περιστρέψουν μπλοκ σχεδόν διακόσιες φορές το λεπτό, αλλά μόλις αφαιρέσουμε προβλέψιμες ή επαναλαμβανόμενες κινήσεις, ο ρυθμός των ουσιαστικών ενεργειών ευθυγραμμίζεται με αυτό το σημάδι των 10 bit/s.

Η ίδια ιστορία εμφανίζεται σε επαγγελματικούς αγώνες StarCraft, όπου ένας καταιγισμός πλήκτρων συχνά κρύβει το γεγονός ότι μόνο μια χούφτα από αυτούς αποφασίζουν το παιχνίδι. Μελέτες ταχύτητας με δεμένα μάτια αποκαλύπτουν επίσης μέσα επίπεδα επεξεργασίας δεδομένων σε αυτό το γήπεδο 10 bits/s.

Η επεξεργασία του εγκεφάλου είναι ένα παζλ

Γιατί χρειαζόμαστε δισεκατομμύρια νευρώνες για μια τόσο μέτρια παραγωγή; Μια προτεινόμενη ιδέα είναι ότι οι αισθήσεις μας χειρίζονται έναν τόνο πληροφοριών παράλληλα, ενώ οι συνειδητές αποφάσεις μας εμφανίζονται με αυστηρή σειρά.

Παρόλο που ο εγκέφαλος έχει τεράστια παράλληλη ικανότητα, οι τελικές ενέργειες (όπως η ομιλία ή η πληκτρολόγηση) συμβαίνουν μία κάθε φορά.

Οι ερευνητές βλέπουν υπαινιγμούς αυτού στο πρώιμο οπτικό σύστημα. Ο αμφιβληστροειδής κάνει σημαντική μείωση δεδομένων φιλτράροντας ορισμένα σήματα.

Τα μεταγενέστερα στάδια μπορεί να το περιορίσουν περαιτέρω στα βασικά κομμάτια που μας καθοδηγούν. Μερικοί επιστήμονες αναφέρονται σε έναν «εσωτερικό» εγκέφαλο που λειτουργεί αργά αλλά με ευελιξία, ενώ ένας «εξωτερικός» εγκέφαλος επεξεργάζεται τεράστιες ποσότητες ακατέργαστων εισροών παράλληλα.

Γιατί όλα αυτά έχουν σημασία;

Αυτή η άποψη μπορεί να εξηγήσει γιατί η ανάγνωση, η ομιλία και η πληκτρολόγηση μοιράζονται παρόμοια συμφόρηση. Διαβάζοντας μια πρόταση ή ακούγοντας κάποιον να μιλάει, και τα δύο καταλήγουν στην ταξινόμηση μερικών κομματιών βασικού νοήματος κάθε φορά.

Ακόμη και οι διαγωνισμοί μνήμης, όπου οι διαγωνιζόμενοι μαθαίνουν χιλιάδες ψηφία μέσα σε λίγα λεπτά, δείχνουν ότι ο πραγματικός ρυθμός αποθήκευσης νέου υλικού ευθυγραμμίζεται με την ίδια αργή απόδοση.

Η διαφορά είναι ότι αυτοί οι ειδικοί χρησιμοποιούν έξυπνες τεχνικές (όπως δομημένες νοητικές εικόνες) για να εργαστούν εντός αυτών των ορίων.

Συνέπειες για τις διεπαφές του εγκεφάλου

Ορισμένες εταιρείες ελπίζουν να δημιουργήσουν συσκευές εγκεφάλου-υπολογιστή που παρακάμπτουν τις τυπικές μεθόδους εισόδου. Μερικά έργα διερεύνησαν εμφυτεύματα που τροφοδοτούν σήματα κάμερας απευθείας στον αμφιβληστροειδή.

Ωστόσο, καμία προσέγγιση μέχρι στιγμής δεν ξεπερνά ένα απλό κανάλι όπως η ομιλία ή η πληκτρολόγηση για σαφήνεια και αποτελεσματικότητα.

Εάν η «στάλα» πληροφοριών του εγκεφάλου είναι το πρωταρχικό όριο, αυτές οι συσκευές εμφύτευσης μπορεί να καταλήξουν να ταιριάζουν μόνο με αυτό που ήδη επιτυγχάνουμε με τη φωνή ή τα χέρια μας.

Πού πάμε από εδώ και πέρα;

Πολλά ανοιχτά ερωτήματα παραμένουν. Οι ερευνητές υποψιάζονται ότι θα μπορούσαν να υπάρχουν κρυμμένοι θύλακες ταχύτητας σε εργασίες που δεν έχουμε μελετήσει πλήρως, ή ίσως ασυνείδητες διαδικασίες που ποτέ δεν βγαίνουν στην επιφάνεια.

Άλλοι αναρωτιούνται αν οι άνθρωποι, παρά τα όρια αυτά, έχουν απλώς χτίσει πολιτισμούς και περιβάλλοντα που λειτουργούν με ρυθμό που μπορεί να χειριστεί ο εγκέφαλός μας.

Το μέλλον μπορεί να έγκειται στον εντοπισμό του τρόπου με τον οποίο ορισμένα είδη λειτουργούν στις δικές τους θέσεις ή πώς οι άνθρωποι θα μπορούσαν να αναπτύξουν νέους τρόπους για να αξιοποιήσουν στο έπακρο τα 10 bit / s μας.

Προς το παρόν, φαίνεται να λειτουργούμε μια χαρά παρά το αξιοσημείωτο χάσμα μεταξύ αυτού που αισθανόμαστε και αυτού που επιλέγουμε ή κάνουμε.

Η μελέτη δημοσιεύεται στο Neuron.