Учёные Калифорнийского технологического института измерили скорость человеческого мышления

Исследователи Калифорнийского технологического института определили ^[1] скорость человеческого мышления ^[2]: 10 бит в секунду. Однако сенсорные системы ^[3] 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 ^[4] 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 ^[5], и используем эти 10 бит для восприятия ^[6] окружающего мира и принятия решений. Возникает парадоксальный вопрос: что делает мозг ^[7], 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 ^[8]. Отдельные нейроны ^[9] 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 ^[10] 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 ^[11], 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».