Человеческий мозг является ключевым органом, регулирующим все аспекты нашего существования. Он столь же важен, как и компьютер, так как анализирует информацию, управляет движениями, сохраняет воспоминания и даже создает творческие решения. Каждую секунду у него появляется колоссальное количество данных, что заставляет его функционировать даже во сне. Но с какой скоростью он справляется с таким объемом информации? Ответ на этот вопрос представлен в новом исследовании, которое вызовет ваш интерес.
Ученые выяснили с какой скоростью работает наш мозг
Поток данных и его обработка
Исследования показывают, что мозг получает через органы чувств порядка нескольких гигабит информации каждую секунду: звуки, запахи, движение, свет и многое другое. Однако, по информации, опубликованной в журнале Neuron, на деле он обрабатывает всего около 10 бит этой информации в секунду. То есть, обрабатывается значительно меньший объем данных, чем поступает.
Для сравнения, современные компьютеры способны выполнять триллионы операций в ту же секунду. Как же так получается, что столь сложный орган, как мозг, работает в миллионы раз медленнее? Вместо синхронной обработки всей информации, мозг применяет последовательный подход: данные анализируются поэтапно.
Этот механизм можно представить как узкое место в бутылке — поток информации сужается, и рассматривается лишь малая часть. Калифорнийские ученые, проводившие исследование, назвали это явление «нейронным узким местом», в результате чего скорость обработки ограничивается в среднем 10 битами в секунду.
Мозг человека работает гораздо медленнее, чем искусственный интеллект. Источник: blog.studylie.ru
По мнению авторов исследования, мозг фильтрует массив поступающей информации, выбирая только критически важные данные, что позволяет нам адекватно воспринимать окружающий мир и принимать решения.
Как задачи влияют на загрузку мозга
Для анализа работы мозга исследователи провели несколько тестов, в том числе решение кубика Рубика вслепую. Эта задача требует обработки порядка 12 бит информации в секунду. В другом примере, игроки в стратегии StarCraft должны обрабатывать данные со скоростью чуть менее 10 бит в секунду, вовлекая множество факторов, используя эффективную фильтрацию информации.
Третий тест заключался в чтении сложного текста, подобно этому материалу. Эта задача требует значительных усилий от мозга — до 50 бит в секунду. Это объясняет, почему чтение книг является более полезным для умственного развития, чем просмотр видео. Однако такая скорость обработки данных остается исключением, а не правилом для нашего мозга.
Для сборки кубика Рубика требуется от мозга обработка данных со скоростью немного менее 12 бит в секунду. Источник: nauka.tass.ru
Загадки медлительности мозга
Одна из причин низкой скорости обработки информации может быть связана с эволюционными изменениями. Исследователи считают, что наши предки жили в условиях, где окружающая среда менялась медленно, что позволяло мозгу функционировать в комфортном темпе без перегрузок.
Мозг адаптировался к игнорированию избыточной информации и сосредотачивался на важнейших аспектах. Он развивался не как сверхбыстрая вычислительная машина, а как инструмент, способный эффективно решать поставленные задачи. Обработка 10 бит в секунду требуется лишь в сложных ситуациях; большую часть времени такие усилия не нужны.
По сравнению с мухами-дрозофилами
Содержит более 80 миллиардов нейронов, формирующих триллионы соединений, что дает нам возможность чувствовать, воображать и решать задачи. Тем не менее, существуют существа с более эффективной работой мозга. Примером могут служить птицы, о которых говорилось ранее.
У птиц мозг более совершенный, чем у млекопитающих. Источник: inde.io
Возьмем, например, мозг мух-дрозофил — у них всего 100 тысяч нейронов, но этого достаточно, чтобы находить еду, летать и общаться. Эти насекомые быстро обрабатывают небольшие объемы данных.
Почему же человеческий мозг, обладая миллиардами нейронов, не может обрабатывать информацию так же эффективно, как мухи? Ученые пока не нашли точного ответа на этот вопрос, но, как и отмечалось ранее, есть предположение, что такая параллельная обработка для нашего вида не была необходима для выживания.
«Медленный» мозг давал преимущества нашим предкам. Источник: bbc.com
Перспективы ускорения работы мозга
Современные технологии стремятся компенсировать медлительность человеческого мозга. В будущем возможно объединение последовательной обработки, как у мозга, с параллельными вычислениями компьютеров. Это может открыть новые горизонты, позволяя людям работать с данными так же эффективно, как это делает искусственный интеллект.
Понимание особенностей работы мозга может способствовать созданию более продвинутого ИИ. Возможно, ученые вскоре раскроют преимущества замедленного мышления, что поможет развивать ИИ с учетом нашей нейронной структуры.
