Швидкість роботи мозку в мільйони разів нижча за Wi-Fi

Ви коли-небудь замислювалися, чому нам потрібен час, щоб зрозуміти, що відбувається навколо нас? Або чому ми не можемо виконувати багатозадачність так ефективно, як хотілося б? Відповідь полягає у швидкості обробки інформації нашим мозком. Незважаючи на величезну складність, наш мозок працює набагато повільніше, ніж звичайне підключення до Інтернету. Вчені виявили, що в той час, як людська сенсорна система збирає інформацію з приголомшливою швидкістю один мільярд біт на секунду, наш мозок обробляє ці сигнали лише з 10 бітами на секунду – швидкість у мільйони разів повільніша за вхідні дані.

Як швидко ми дійсно мислимо?

«Кожної миті ми витягуємо лише 10 біт із трильйона, який сприймають наші органи чуття, і використовуємо ці 10, щоб сприймати навколишній світ і приймати рішення», — сказав співавтор дослідження Маркус Майстер з CalTech. «Це викликає парадокс: що робить мозок, щоб фільтрувати всю цю інформацію?» Щоб поглянути на це в перспективі, типове з’єднання Wi-Fi обробляє дані зі швидкістю близько 50 мільйонів біт на секунду. Це неймовірно швидко в порівнянні з людським мозком, який обробляє думки лише за 10 біт на секунду.

А тепер розглянемо будову мозку. Він містить понад 85 мільярдів нейронів, і кожен нейрон може передавати сигнали зі швидкістю понад 10 біт на секунду окремо. Однак колективна швидкість обробки мозком — швидкість, з якою він фактично обробляє думки — залишається дуже низькою — 10 біт на секунду. Це означає, що в той час, як окремі нейрони здатні до швидкої передачі, мозок загалом обмежений у тому, наскільки швидко він інтегрує та обробляє всю інформацію, яку отримує. Це вузьке місце відображає зосередженість мозку на якості, а не на кількості, фільтруючи величезні обсяги сенсорних даних, щоб зосередитися на найбільш важливих деталях для виживання та прийняття рішень.

Чому мозок такий повільний?

«Обмеження швидкості» мозку при обробці інформації, ймовірно, виникло для виживання. Ранні нервові системи примітивних організмів були простими і розроблені для основних завдань, таких як навігація до їжі та уникнення хижаків. Цим системам не потрібно було обробляти складні багатозадачні сценарії, лише приймати рішення, орієнтовані на виживання.

У міру еволюції людей це обмеження перейшло в наш більш складний мозок. Хоча наш мозок дуже складний, він все ще дотримується послідовного підходу до вирішення проблем. Це означає, що ми можемо зосереджуватися лише на одному можливому результаті або курсі дій одночасно, а не досліджувати кілька варіантів одночасно.

Візьмемо як приклад шахи. Шахіст не може подумки прорахувати відразу кожен можливий хід і контрхід. Натомість вони досліджують одну послідовність ходів, аналізують її, а потім переходять до іншої. Цей послідовний процес мислення відрізняється від машин, таких як комп’ютери, які можуть виконувати мільйони паралельних обчислень майже миттєво. Ця різниця підкреслює компроміс в еволюції людини – наш мозок надає перевагу якості, концентрації та виживанню, а не швидкості та багатозадачності.

Сенсорні фільтри мозку та швидкість

Незважаючи на очевидну повільність, наш мозок чудово розставляє пріоритети. Бомбардуючи трильйонами сенсорних даних, мозок відфільтровує непотрібні дані, зосереджуючись на тому, що життєво важливо для виживання.

«Наші предки обрали екологічну нішу, де світ досить повільний, щоб зробити можливим виживання. Насправді 10 біт на секунду потрібні лише в найгірших ситуаціях, і більшу частину часу наше середовище змінюється набагато повільніше», – зазначив Майстер. Ця адаптивність допомагає людям зосередитися на негайних завданнях, не перевантажуючись надлишком інформації.

Наслідки для штучного інтелекту

Ці висновки свідчать про те, що машини з часом перевершать людей у ​​будь-якому завданні, коли їхні обчислювальні можливості покращаться. Оскільки обчислювальна потужність подвоюється приблизно кожні два роки, машини швидко долають розрив у таких сферах, як прийняття рішень і вирішення проблем. Фактично, вчені вважають, що комп’ютери незабаром зможуть відтворити і навіть перевершити можливості людського мозку.

Чому швидкість мозку має значення

Це відкриття підкреслює парадокс про людський інтелект. Незважаючи на відносно повільне мислення, люди вирізняються креативністю, емоціями та здатністю до адаптації – рисами, які машинам ще належить освоїти. Однак розуміння обмеження швидкості мозку викликає питання про майбутнє нейронауки та штучного інтелекту. Майбутні дослідження можуть з’ясувати, чому існує ця межа та як вона впливає на все – від сприйняття до прийняття рішень. Це також може надати інформацію про покращення людського пізнання та розробку розумніших і ефективніших технологій. Дослідження опубліковано в журналі Neuron.