چرا مغز ما نمی‌تواند همه‌چیز را همزمان پردازش کند؟

محققان کلتک سرعت تفکر انسان را کمیّت‌بندی کرده‌اند: سرعتی برابر با ۱۰ بیت در ثانیه. با این حال، سیستم‌های حسی بدن ما داده‌ها را در مورد محیط اطراف خود با سرعتی برابر با یک تریلیون بیت در ثانیه جمع‌آوری می‌کنند که ۱۰۰ میلیون برابر سریع‌تر از فرآیندهای تفکر ما است. این مطالعه جدید مسیرهای اکتشافی جدیدی را برای عصب‌شناسان ایجاد می‌کند، به ویژه چرا ما فقط می‌توانیم در یک زمان به یک چیز فکر کنیم در حالی که سیستم‌های حسی ما هزاران ورودی را به طور همزمان پردازش می‌کنند؟

به گزارش رسانه اخبار پزشکی مدنا، بیت یک واحد اساسی اطلاعات در محاسبات است. به عنوان مثال، یک اتصال Wi-Fi معمولی می‌تواند ۵۰ میلیون بیت در ثانیه پردازش کند. در مطالعه جدید، ژنگ از تکنیک‌های حوزه نظریه اطلاعات برای بررسی حجم عظیمی از ادبیات علمی در مورد رفتارهای انسانی مانند خواندن و نوشتن، بازی‌های ویدیویی و حل مکعب روبیک استفاده کرد تا محاسبه کند که انسان‌ها با سرعتی برابر با ۱۰ بیت در ثانیه فکر می‌کنند.

مایستر می‌گوید: «این عددی بسیار کم است. در هر لحظه، ما فقط ۱۰ بیت از تریلیون بیتی را که حواس ما دریافت می‌کند استخراج می‌کنیم و از این ۱۰ بیت برای درک دنیای اطراف خود و تصمیم‌گیری استفاده می‌کنیم. این یک پارادوکس را ایجاد می‌کند: مغز ما برای فیلتر کردن تمام این اطلاعات چه کاری انجام می‌دهد؟»

بیش از ۸۵ میلیارد نورون در مغز وجود دارد که یک سوم آن‌ها به تفکر سطح بالا اختصاص داده شده‌اند و در قشر مغز قرار دارند. نورون‌های فردی پردازنده‌های اطلاعات قدرتمندی هستند و می‌توانند به راحتی بیش از ۱۰ بیت در ثانیه اطلاعات را منتقل کنند. اما چرا این کار را نمی‌کنند؟ و چرا اگر اینقدر کند فکر می‌کنیم، تعداد زیادی از آن‌ها داریم؟ مایستر پیشنهاد می‌کند که با توجه به کشف این (حد سرعت) در مغز، تحقیقات علوم اعصاب باید این پارادوکس‌ها را در مطالعات آینده در نظر بگیرند.

یکی دیگر از معماهایی که مطالعه جدید مطرح می‌کند این است که چرا مغز یک فکر را در یک زمان پردازش می‌کند و نه چندین فکر به طور موازی مانند سیستم‌های حسی ما؟ به عنوان مثال، یک بازیکن شطرنج که در حال تصور مجموعه‌ای از حرکات آینده است، فقط می‌تواند یک دنباله ممکن را در یک زمان بررسی کند و نه چندین مورد را همزمان. این مطالعه نشان می‌دهد که شاید این به دلیل نحوه تکامل مغز ما باشد.

تحقیقات نشان می‌دهد که اولین موجودات دارای سیستم عصبی از مغز خود عمدتاً برای ناوبری، حرکت به سمت غذا و دور شدن از شکارچیان استفاده می‌کردند. اگر مغز ما از این سیستم‌های ساده برای دنبال کردن مسیرها تکامل یافته باشد، منطقی است که ما فقط بتوانیم یک مسیر فکری را در یک زمان دنبال کنیم. ژنگ و مایستر می‌نویسند: «تفکر انسانی را می‌توان به عنوان نوعی ناوبری در فضایی از مفاهیم انتزاعی مشاهده کرد.» این تیم بر نیاز به تحقیقات آینده در مورد چگونگی رمزگذاری این محدودیت (یک رشته فکری در یک زمان) در معماری مغز تاکید می‌کند.

ژنگ و مایستر می‌نویسند: «اجداد ما یک طاقچه اکولوژیکی را انتخاب کرده‌اند که در آن جهان به اندازه کافی کند است تا بقای انسان را ممکن کند. در واقع، ۱۰ بیت در ثانیه تنها در بدترین شرایط مورد نیاز است و در بیشتر مواقع محیط ما با سرعتی بسیار آرام‌تر تغییر می‌کند.»

کمیّت‌سازی جدید نرخ تفکر انسان ممکن است برخی از سناریوهای علمی تخیلی آینده‌نگرانه را از بین ببرد. در دهه گذشته، بزرگان فناوری پیشنهاد کرده‌اند که یک رابط مستقیم بین مغز انسان و رایانه‌ها ایجاد کنند تا انسان‌ها سریع‌تر از سرعت طبیعی مکالمه یا تایپ ارتباط برقرار کنند. با این حال، مطالعه جدید نشان می‌دهد که مغز ما با سرعت ۱۰ بیت در ثانیه از طریق یک رابط عصبی ارتباط برقرار خواهد کرد.