Исследователи Калифорнийского технологического института определили скорость человеческого мышления: 10 бит в секунду. Однако сенсорные системы нашего организма собирают данные об окружающей среде со скоростью миллиард бит в секунду, что в 100 миллионов раз быстрее, чем наши мыслительные процессы. Новое исследование открывает перед нейробиологами новые широкие возможности для изучения, в частности: почему мы можем думать только об одной вещи за раз, в то время как наши сенсорные системы обрабатывают тысячи бит входных данных одновременно?
Исследование проводилось в лаборатории Маркуса Майстера, профессора биологических наук Анны П. и Бенджамина Ф. Бьяджини, под руководством аспиранта Цзеюй Чжэна.
Бит — это базовая единица информации в вычислительной технике. Например, обычное Wi-Fi соединение может обрабатывать 50 миллионов бит в секунду. В новом исследовании Чжэн применил методы из области теории информации к огромному количеству научной литературы о поведении человека, таком как чтение и письмо, видеоигры и решение кубиков Рубика, и вычислил, что человек думает со скоростью 10 бит в секунду.
«Это чрезвычайно низкий показатель, — говорит Майстер. — Каждое мгновение мы извлекаем всего 10 бит из триллиона, которые воспринимают наши органы чувств, и используем эти 10 бит для восприятия окружающего мира и принятия решений. Возникает парадоксальный вопрос: что делает мозг, чтобы отфильтровать всю эту информацию?»
В мозге насчитывается более 85 миллиардов нейронов, треть из которых предназначена для высокоуровневого мышления и расположена в коре головного мозга. Отдельные нейроны являются мощными процессорами информации и могут легко передавать более 10 бит в секунду информации. Но почему они этого не делают? И почему у нас их так много, если мы так медленно думаем? Майстер считает, что, учитывая обнаружение этого «предела скорости» в мозге, нейронауки должны учитывать эти парадоксы в будущих исследованиях.
Ещё одна загадка, которую поднимает новое исследование: почему мозг обрабатывает одну мысль за раз, а не множество параллельно, как это делают наши сенсорные системы? Например, шахматист, представляющий себе набор будущих ходов, может изучить только одну возможную последовательность за раз, а не несколько сразу. Авторы исследования предполагают, что это, возможно, связано с тем, как развивался наш мозг.
Исследования показывают, что самые ранние существа с нервной системой использовали свой мозг в основном для навигации, чтобы двигаться к пище и уходить от хищников. Если наш мозг развился из этих простых систем, чтобы следовать по пути, то вполне логично, что мы можем одновременно следовать только по одному «пути» мысли. «Человеческое мышление можно рассматривать как форму навигации по пространству абстрактных понятий», — пишут Чжэн и Майстер. Команда подчёркивает необходимость будущих исследований того, как это ограничение — один путь мысли за раз — закодировано в архитектуре мозга.
«Наши предки выбрали экологическую нишу, где мир достаточно медленный, чтобы сделать выживание возможным, — пишут Чжэн и Мейстер. — На самом деле, 10 бит в секунду нужны только в худших ситуациях, а большую часть времени наше окружение меняется гораздо медленнее».
