Ludzki mózg jest wspaniały, tyle że ślamazarny

Nierzadko zdarza się, że doświadczamy natłoku myśli i uczuć znacznie przekraczającego to, co jesteśmy w stanie wyrazić w czasie rzeczywistym. Przedsiębiorca Elon Musk nazywa to niepokojącym „problemem przepustowości” i planuje stworzenie interfejsu, który pozwoli ludzkiemu mózgowi komunikować się bezpośrednio z komputerem – bez zwłoki powodowanej powolnym mówieniem lub pisaniem.

Gdyby Musk dopiął celu, byłby zapewne rozczarowany. Według ostatnich badań opublikowanych w czasopiśmie „Neuron” nasza wyobraźnia, pamięć i podejmowanie decyzji funkcjonują zaskakująco wolno – z szybkością około 10 bitów na sekundę. Natomiast narządy zmysłów odbierają bodźce z szybkością blisko miliarda bitów na sekundę.

Ten potwierdzony badaniami biologiczny paradoks odnosi się do prawdopodobnie fałszywego poczucia, że umysł może równocześnie generować nieskończenie wiele myśli – zwanego przez naukowców „iluzją Muska”. Współautor publikacji Markus Meister, neurobiolog z California Institute of Technology, uważa, że „ludzki mózg jest znacznie mniej imponujący, niż mogłoby się wydawać. Jest niesłychanie powolny, jeśli chodzi o podejmowanie decyzji, i wręcz ślamazarny w porównaniu z urządzeniami, z którymi wchodzimy w interakcję”.

Meister i Jieyu Zheng, doktorantka neurobiologii na Caltech, podkreślają w artykule, że nasz mózg może w danej chwili skupiać się tylko na jednej czynności. Nawet gdyby Musk połączył swój mózg z komputerem, wyjaśnia Meister, nadal nie byłby w stanie komunikować się z nim szybciej niż na przykład w rozmowie telefonicznej.

Nowe badania bazują na prowadzonych od dekad studiach psychologicznych, które wykazały, że postrzegamy selektywnie tylko małą część informacji sensorycznych. „Możemy równocześnie zwracać uwagę na niewiele rzeczy, które stają się naszym świadomym doświadczeniem i pozostają w pamięci” – mówi Meister i dodaje, że „w poprzednich badaniach pomijano aspekt liczbowy”. Teraz starano się uzupełnić tę lukę.

Meister i Zheng zebrali dane z badań w różnych dziedzinach, m.in. w psychologii, neuronauce, technice i nauce o wydajności. Wykorzystali te informacje – od szybkości reakcji neuronów po sprawność poznawczą mistrzów pamięci – do przeprowadzenia wielu obliczeń w celach porównawczych. Analizując badania prowadzone w ciągu niemal wieku ustalili, że szybkość procesu poznawczego wynosi od 5 do 20 bitów na sekundę, a średnia jest bliska 10 bitom. „Ta liczba była zaskoczeniem” – mówi Zheng. Korzystając z tego odkrycia obliczono, że całość informacji, jaką człowiek może przyswoić w ciągu długiego życia, zmieściłaby się na małym pendrivie.

Natomiast narządy zmysłów – wzrok, węch i słuch – działają około 100 000 000 razy szybciej niż procesy poznawcze. „Zestawienie tych liczb świadczy o ogromnej luce, a z tego wynikają interesujące nowe możliwości i sposoby prowadzenia badań” – twierdzi Meister.

Bogactwo informacji przekazywanych przez nasze zmysły przyczynia się do fałszywego przekonania, że rejestrujemy mnóstwo szczegółów i różnic wokół nas. Jest to „jaskrawa nieprawda” – uważa Meister. Gdy jesteśmy proszeni o opisanie tego, co widzieliśmy poza tym, na czym skupialiśmy spojrzenie, okazuje się, że ledwie mogliśmy cokolwiek rozróżnić. Ponieważ mamy zdolność szybkiego koncentrowania wzroku na dowolnym szczególe, umysł stwarza złudzenie, że obserwujemy cały czas wiele obiektów, gdy tymczasem musimy skoncentrować się na konkretnych zaobserwowanych cechach, aby je zarejestrować. Podobne zjawisko występuje w przypadku procesów umysłowych. Zdaniem Meistera „wydaje się, że w danej chwili moglibyśmy mieć wiele różnych myśli i kierować naszym procesem poznawczym na wiele różnych sposobów, ale w praktyce możemy mieć tylko jedną myśl naraz”.

Innym problemem, który prowadzi do przeceniania własnego umysłu, jest brak wskaźnika porównawczego: „Nie ma sposobu, aby wyjść z siebie i uznać, że tak naprawdę nie ma się czym chwalić”.

Odkrycia te rodzą pytania z różnych dziedzin – od ewolucji i techniki po biologię. Jedno z intrygujących Meistera i Zheng dotyczy kory przedczołowej: dlaczego to centrum osobowości i kontroli bodźcowej, które zawiera miliardy neuronów i ma zdolność podejmowania decyzji, przetwarza informacje z szybkością zaledwie 10 bitów na sekundę. Naukowcy podejrzewają, że odpowiedź wiąże się z mózgową potrzebą częstego przełączania zadań i integrowania informacji w różnych obwodach. Jednak sprawdzenie tej hipotezy wymaga złożonych badań behawioralnych.

Meister jest także zaaferowany brakiem wyjaśnienia, dlaczego ludzki mózg może robić tylko jedną rzecz naraz: „gdybyśmy mogli mieć 1000 myśli równocześnie, każdą pojawiającą się z szybkością 10 bitów na sekundę, wspomniana rozbieżność nie byłaby tak duża”. Dlaczego nie jesteśmy zdolni do takiej umysłowej wielozadaniowości, „to wielka tajemnica i niewiele udało się wyjaśnić”.

Anthony Zador, neurobiolog z Cold Spring Harbor Laboratory w stanie Nowy Jork, komplementuje nowe badania jako „wspaniałe, skłaniające do myślenia, dotyczące fundamentalnej prawdy o granicach możliwości umysłu, działającego z szybkością odpowiadającą mniej więcej tempu szybkiego pisania lub swobodnej rozmowy”.

„Wydaje się, że natura wbudowała ograniczenie szybkości naszego świadomego myślenia i żaden udział inżynierii neuronowej nie jest w stanie tego zmienić – twierdzi Zador. – Dlaczego? Tego nie wiemy, ale prawdopodobnie jest to efekt ewolucyjny”.

Zdaniem Nicole Rust, neurobiolożki z University of Pennsylvania, nowe badania mogą wpłynąć na podejście neurobiologów do niektórych prac. „Dlaczego nasz obwodowy układ nerwowy może wykonywać tysiące zadań równocześnie, a my możemy skupiać się tylko na jednym naraz? Każda teoria funkcjonowania mózgu, próbująca wyjaśnić wszystkie fascynujące rzeczy, które potrafimy robić, takie jak planowanie i rozwiązywanie problemów, będzie musiała uwzględniać ten paradoks” – uważa Rust.