Ilmuwan Caltech menemukan batas kecepatan pemikiran manusia yang mengejutkan – hanya 10 bit per detik
Para ilmuwan di Caltech telah mengungkap batas yang mengejutkan untuk kecepatan pemikiran manusia – hanya 10 bit per detik – terlepas dari indera kami menyerap data pada satu miliar bit per detik.
Penemuan ini menimbulkan pertanyaan menarik tentang bagaimana otak kita memfilter informasi dan mengapa kita memproses satu pemikiran pada satu waktu. Studi ini menunjukkan faktor evolusi dapat berperan, dengan otak awal yang dirancang untuk navigasi sederhana daripada multitasking.
Mengukur kecepatan pemikiran
Peneliti Caltech telah mengukur kecepatan pemikiran manusia dan menemukan itu hanya 10 bit per detik. Sebaliknya, sistem sensorik kami memproses informasi pada tingkat yang menakjubkan dari satu miliar bit per detik – 100 juta kali lebih cepat daripada kecepatan berpikir kami. Penemuan ini membuka pertanyaan menarik bagi para ahli saraf, terutama mengapa otak hanya dapat fokus pada satu pemikiran pada satu waktu sambil secara bersamaan menangani sejumlah besar input sensorik.
Studi ini dilakukan di lab Markus Meister (PhD '87), Anne P. dan Benjamin F. Biaggini Profesor Ilmu Biologi, dengan mahasiswa pascasarjana Jieyu Zheng memimpin penelitian. Temuan mereka baru -baru ini diterbitkan di jurnal Neuron.
Memahami Bit dan Kognisi Manusia
Bit adalah unit informasi dasar dalam komputasi. Koneksi Wi-Fi yang khas, misalnya, dapat memproses 50 juta bit per detik. Dalam studi baru, Zheng menerapkan teknik dari bidang teori informasi ke sejumlah besar literatur ilmiah tentang perilaku manusia seperti membaca dan menulis, bermain video game, dan memecahkan kubus Rubik, untuk menghitung bahwa manusia berpikir dengan kecepatan 10 bit per detik.
Paradoks efisiensi otak
“Ini adalah angka yang sangat rendah,” kata Meister. “Setiap saat, kami hanya mengekstraksi 10 bit dari triliun yang diambil oleh indra kami dan menggunakan 10 untuk memahami dunia di sekitar kami dan membuat keputusan. Ini meningkatkan paradoks: apa yang dilakukan otak untuk menyaring semua informasi ini? ”
Ada lebih dari 85 miliar neuron di otak, dengan sepertiga dari ini didedikasikan untuk pemikiran tingkat tinggi dan terletak di korteks. Neuron individu adalah prosesor informasi yang kuat dan dapat dengan mudah mengirimkan lebih dari 10 bit per detik informasi. Tapi kenapa tidak? Dan mengapa kita memiliki begitu banyak jika kita berpikir sangat lambat? Meister menyarankan bahwa, mengingat penemuan “batas kecepatan” ini di otak, penelitian ilmu saraf harus mempertimbangkan paradoks ini dalam studi selanjutnya.
Teka -teki lain yang ditimbulkan oleh studi baru adalah: mengapa otak memproses yang dipikirkan pada suatu waktu daripada banyak orang secara paralel seperti yang dilakukan sistem sensorik kita? Misalnya, pemain catur yang membayangkan satu set gerakan di masa depan hanya dapat mengeksplorasi satu urutan yang mungkin pada satu waktu daripada beberapa sekaligus. Studi ini menunjukkan bahwa ini mungkin karena bagaimana otak kita berkembang.
Asal usul evolusi pemrosesan berpikir
Penelitian menunjukkan bahwa makhluk paling awal dengan sistem saraf menggunakan otak mereka terutama untuk navigasi, untuk bergerak menuju makanan, dan jauh dari pemangsa. Jika otak kita berevolusi dari sistem sederhana ini untuk mengikuti jalur, akan masuk akal bahwa kita hanya dapat mengikuti satu “jalur” pemikiran pada suatu waktu. “Pemikiran manusia dapat dilihat sebagai bentuk navigasi melalui ruang konsep abstrak,” tulis Zheng dan Meister. Tim menekankan perlunya penelitian di masa depan tentang bagaimana kendala ini – satu kereta pemikiran pada suatu waktu – dikodekan dalam arsitektur otak.
“Nenek moyang kita telah memilih ceruk ekologis di mana dunia cukup lambat untuk memungkinkan bertahan hidup,” tulis Zheng dan Meister. “Faktanya, 10 bit per detik hanya diperlukan dalam situasi terburuk, dan sebagian besar waktu lingkungan kita berubah pada kecepatan yang jauh lebih santai.”
Memikirkan Kembali Antarmuka Komputer Otak
Kuantifikasi baru dari tingkat pemikiran manusia dapat membatalkan beberapa skenario futuristik fiksi ilmiah. Dalam dekade terakhir, para mogul teknologi telah menyarankan menciptakan antarmuka langsung antara otak manusia dan komputer agar manusia berkomunikasi lebih cepat daripada laju percakapan atau pengetikan yang normal. Studi baru, bagaimanapun, menunjukkan bahwa otak kita akan berkomunikasi melalui antarmuka saraf pada kecepatan yang sama dengan 10 bit per detik.
Referensi: “Kelambatan yang tak tertahankan dari Being: Mengapa kita hidup di 10 bit/s?” oleh Jieyu Zheng dan Markus Meister, 17 Desember 2024, Neuron.
Doi: 10.1016/j.neuron.2024.11.008
Pendanaan disediakan oleh kolaborasi Simons di otak global dan Institut Kesehatan Nasional. Markus Meister adalah anggota fakultas yang berafiliasi dengan Tianqiao dan Chrissy Chen Institute for Neuroscience di Caltech.
