Οι ερευνητές του Caltech έχουν ποσοτικοποιήσει την ταχύτητα της ανθρώπινης σκέψης: ρυθμός 10 bits ανά δευτερόλεπτο. Ωστόσο, τα αισθητηριακά συστήματα του σώματός μας συλλέγουν δεδομένα από το περιβάλλον μας με ρυθμό ενός τρισεκατομμυρίου bits ανά δευτερόλεπτο, που είναι 100 εκατομμύρια φορές ταχύτερος από τις διαδικασίες σκέψης μας.
Αυτή η νέα μελέτη εγείρει σημαντικούς νέους δρόμους εξερεύνησης για τους νευροεπιστήμονες, ειδικότερα: Γιατί μπορούμε να σκεφτόμαστε μόνο ένα πράγμα τη φορά, ενώ τα αισθητηριακά μας συστήματα επεξεργάζονται χιλιάδες εισροές ταυτόχρονα;
Η έρευνα διεξήχθη στο εργαστήριο του Markus Meister, καθηγητή Βιολογικών Επιστημών της Anne P. και Benjamin F. Biaggini, με επικεφαλής τον μεταπτυχιακό φοιτητή Jieyu Zheng. Ένα έγγραφο που περιγράφει τη μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό «Neuron».
Το bit είναι μια βασική μονάδα πληροφοριών στους υπολογιστές. Μια τυπική σύνδεση Wi-Fi, για παράδειγμα, μπορεί να επεξεργαστεί 50 εκατομμύρια bits ανά δευτερόλεπτο. Στη νέα μελέτη, ο Dr. Zheng εφάρμοσε τεχνικές από το πεδίο της θεωρίας της πληροφορίας σε έναν τεράστιο όγκο επιστημονικής βιβλιογραφίας για ανθρώπινες συμπεριφορές, όπως η ανάγνωση και η γραφή, τα βιντεοπαιχνίδια και η επίλυση των κύβων του Ρούμπικ, για να υπολογίσει ότι οι άνθρωποι σκέφτονται με ταχύτητα 10 bits ανά δευτερόλεπτο.
«Πρόκειται για έναν εξαιρετικά χαμηλό αριθμό» λέει ο Dr. Meister. «Κάθε στιγμή, εξάγουμε μόλις 10 bits από το τρισεκατομμύριο που προσλαμβάνουν οι αισθήσεις μας και χρησιμοποιούμε αυτά τα 10 για να αντιληφθούμε τον κόσμο γύρω μας και να πάρουμε αποφάσεις. Αυτό εγείρει ένα παράδοξο: Τι κάνει ο εγκέφαλος για να φιλτράρει όλες αυτές τις πληροφορίες;».
Υπάρχουν πάνω από 85 δισεκατομμύρια νευρώνες στον εγκέφαλο, με το ένα τρίτο από αυτούς να είναι αφιερωμένοι στη σκέψη υψηλού επιπέδου και να βρίσκονται στον φλοιό. Οι μεμονωμένοι νευρώνες είναι ισχυροί επεξεργαστές πληροφοριών και μπορούν εύκολα να μεταδώσουν περισσότερα από 10 bits ανά δευτερόλεπτο πληροφοριών. Αλλά γιατί δεν το κάνουν; Και γιατί έχουμε τόσα πολλά, αν σκεφτόμαστε τόσο αργά; Ο Dr. Meister υποστηρίζει ότι, δεδομένης της ανακάλυψης αυτού του «ορίου ταχύτητας» στον εγκέφαλο, η έρευνα της νευροεπιστήμης θα πρέπει να εξετάσει αυτά τα παράδοξα σε μελλοντικές μελέτες.
Ένα άλλο αίνιγμα που εγείρει η νέα μελέτη είναι: Γιατί ο εγκέφαλος επεξεργάζεται μία σκέψη κάθε φορά και όχι πολλές παράλληλα με τον τρόπο που επεξεργάζονται τα αισθητηριακά μας συστήματα; Για παράδειγμα, ένας σκακιστής που οραματίζεται ένα σύνολο μελλοντικών κινήσεων μπορεί να εξερευνήσει μόνο μία πιθανή ακολουθία κάθε φορά και όχι πολλές ταυτόχρονα. Η μελέτη υποδηλώνει ότι αυτό οφείλεται ίσως στο πώς εξελίχθηκε ο εγκέφαλός μας.
Η έρευνα δείχνει ότι τα πρώτα πλάσματα με νευρικό σύστημα χρησιμοποιούσαν τον εγκέφαλό τους κυρίως για πλοήγηση, για να μετακινηθούν προς την τροφή και μακριά από τα αρπακτικά. Εάν ο εγκέφαλός μας εξελίχθηκε από αυτά τα απλά συστήματα για να ακολουθήσει άλλα μονοπάτια, θα ήταν λογικό να μπορούμε να ακολουθούμε μόνο ένα «μονοπάτι» σκέψης κάθε φορά.
«Η ανθρώπινη σκέψη μπορεί να θεωρηθεί ως μια μορφή πλοήγησης μέσα από έναν χώρο αφηρημένων εννοιών» γράφουν οι Dr. Zheng και Dr. Meister. Η ομάδα τονίζει την ανάγκη για μελλοντική έρευνα σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο αυτός ο περιορισμός (ένας κύκλος σκέψης κάθε φορά) κωδικοποιείται στην αρχιτεκτονική του εγκεφάλου.
«Οι πρόγονοί μας είχαν επιλέξει μια οικολογική θέση, όπου ο κόσμος είναι αρκετά αργός, ώστε να κάνει δυνατή την επιβίωση» γράφουν οι επιστήμονες. «Στην πραγματικότητα, τα 10 bits ανά δευτερόλεπτο χρειάζονται μόνο στις χειρότερες περιπτώσεις και τις περισσότερες φορές το περιβάλλον μας αλλάζει με πολύ πιο χαλαρό ρυθμό».
Η νέα ποσοτικοποίηση του ρυθμού της ανθρώπινης σκέψης μπορεί να ανατρέψει ορισμένα φουτουριστικά σενάρια επιστημονικής φαντασίας. Την τελευταία δεκαετία, οι μεγιστάνες της τεχνολογίας πρότειναν τη δημιουργία μιας άμεσης διεπαφής μεταξύ του ανθρώπινου εγκεφάλου και των υπολογιστών, προκειμένου οι άνθρωποι να επικοινωνούν ταχύτερα από τον κανονικό ρυθμό συνομιλίας ή πληκτρολόγησης. Η νέα μελέτη, ωστόσο, υποδηλώνει ότι ο εγκέφαλός μας θα επικοινωνούσε μέσω μιας νευρωνικής διεπαφής με την ίδια ταχύτητα, 10 bits ανά δευτερόλεπτο.
