مغز انسان چگونه پردازش میکند؟ تفاوت چشمگیر سرعت دریافت و پردازش اطلاعات
محققان اخیراً موفق به اندازهگیری دقیق سرعت پردازش افکار انسانی شدهاند و این کشف به ما نشان میدهد که چرا انسانها تنها قادر به پردازش یک فکر در هر لحظه هستند. این مطالعه، که در مجله Neuron منتشر شده است، تفاوت فاحش سرعت پردازش اطلاعات مغز در مقایسه با سرعت دریافت دادهها از محیط اطراف را نشان میدهد.
جمعآوری اطلاعات توسط سیستمهای حسی انسان
بدن انسان به طور پیوسته اطلاعات محیطی را از طریق سیستمهای حسی خود شامل چشمها، گوشها، پوست و بینی جمعآوری میکند. این فرآیند با سرعت حیرتانگیزی حدود ۱ میلیارد بیت در ثانیه انجام میشود. به عبارت دیگر، سیستم حسی انسان قادر است به سرعت انبوهی از دادهها را از محیط اطراف به مغز ارسال کند.
پردازش اطلاعات توسط مغز: تناقض سرعت ۱۰ بیت در ثانیه
با این حال، نکته جالب اینجاست که مغز انسان این دادهها را تنها با سرعت ۱۰ بیت در ثانیه پردازش میکند. این سرعت پردازش، که میلیونها بار کندتر از سرعت دریافت دادهها است، باعث میشود که انسانها قادر به پردازش حجم عظیمی از اطلاعات در یک زمان نباشند. برای مثال، یک اتصال وای-فای معمولی میتواند حدود ۵۰ میلیون بیت در ثانیه داده را پردازش کند، که بسیار بیشتر از توان پردازش مغز انسان است.
ساختار مغز و نقش نورونها در پردازش اطلاعات
مغز انسان بیش از ۸۵ میلیارد نورون دارد که بسیاری از آنها در پردازشهای فکری پیچیده نقش دارند. این نورونها در قشر مغز یا کورتکس قرار دارند، که بخش بیرونی و پیچیده مغز است. این قشر مغزی مسئول تفکر، تصمیمگیری و درک دنیای اطراف است. با این حال، حتی با چنین ساختار پیچیدهای، سرعت پردازش اطلاعات در مغز انسان همچنان محدود به ۱۰ بیت در ثانیه است.
چگونه مغز این اطلاعات را فیلتر میکند؟
به گفته مارکوس مایستر، یکی از محققان این پروژه، مغز انسان در هر لحظه تنها ۱۰ بیت از تریلیونها بیت اطلاعات ورودی را پردازش میکند و از این اطلاعات برای درک و تصمیمگیری استفاده میکند. این کشف موجب بروز سوالاتی اساسی میشود: چگونه مغز قادر است از این انبوه اطلاعات، تنها آنهایی که برای تصمیمگیری و عمل ضروری هستند را استخراج کند؟
در حالی که اطلاعات دریافتی از محیط به سرعتی بسیار بالا وارد مغز میشوند، مغز باید این دادهها را فیلتر کرده و تنها به اطلاعات ضروری پرداخته و آنها را برای واکنش مناسب تحلیل کند. این فرآیند فیلتر کردن و انتخاب اطلاعات، نقش مهمی در فرایند تفکر و تصمیمگیری انسانها دارد.
چرا سرعت پردازش مغز انسان نسبت به دادههای ورودی اینقدر پایین است؟
دانشمندان معتقدند که مغز انسان به طور تکاملی برای شرایط خاصی طراحی شده است. نیاکان انسانها در محیطهایی زندگی میکردند که تغییرات آن بسیار کندتر از دنیای امروز بود و برای بقا نیاز به پردازش سریع اطلاعات نداشتند. به همین دلیل، سرعت پردازش اطلاعات در مغز انسان در حدی تنظیم شده که در شرایط معمولی و غیر بحرانی کافی باشد، اما در موقعیتهای بحرانی، این سرعت میتواند محدودکننده باشد.
ماشینها و برتری در پردازش اطلاعات
محققان همچنین پیشبینی میکنند که ماشینها در نهایت در پردازش اطلاعات برتری پیدا کنند. سرعت پردازش دادهها و قدرت محاسباتی ماشینها هر دو سال دو برابر میشود، به این معنا که ماشینها میتوانند به راحتی در بسیاری از وظایفی که انسانها انجام میدهند، مانند رانندگی خودکار، از انسانها پیشی بگیرند.
این مقایسه به خصوص در زمینه حمل و نقل خودکار، مانند خودروهای خودران، اهمیت دارد. در حالی که جادهها، پلها و تقاطعها برای انسانهایی طراحی شدهاند که با سرعت پردازش ۱۰ بیت در ثانیه اطلاعات را بررسی میکنند، خودروهای خودران قادر به پردازش دادهها با سرعتهای بسیار بالاتری هستند.
چالشهای محدودیت پردازش مغز انسان
یکی از محدودیتهای عمده پردازش اطلاعات در مغز انسان، عدم توانایی در پردازش موازی چندین فکر یا تصمیم در یک زمان است. این محدودیت به عنوان مثال در شطرنجبازی دیده میشود؛ یک شطرنجباز نمیتواند تمام حرکات بعدی را به طور همزمان پیشبینی کند و مجبور است تنها یک حرکت احتمالی را در هر لحظه مورد بررسی قرار دهد. این موضوع نشاندهنده یک محدودیت ساختاری در نحوه پردازش مغز است که از نظر تکاملی ممکن است به بقا در محیطهای طبیعی و ساده کمک کرده باشد.
دوران تکامل و تاریخچه پردازش مغز
دانشمندان حدس میزنند که این محدودیت سرعت پردازش مغز به دوران تکامل انسانها بازمیگردد. سیستم عصبی اولیه در جانوران ابتدایی بیشتر برای مسیریابی به منظور یافتن غذا و فرار از شکارچیان طراحی شده بود. این سیستمها، که برای انجام وظایف سادهای مانند حرکت به سمت غذا یا اجتناب از تهدیدات کاربرد داشتند، به مرور زمان به سیستمهای پیچیدهتری تبدیل شدند که قادر به پردازش اطلاعات پیچیدهتری برای تصمیمگیری و تعامل با محیط بودند.
نتیجهگیری
یافتههای اخیر در زمینه علوم اعصاب و مطالعه نحوه پردازش اطلاعات در مغز انسان، نمایانگر یک پارادوکس جالب است. سرعت پردازش مغز انسان نسبت به ورودی دادهها بسیار پایینتر است، اما این فرآیند هنوز به گونهای بهینه برای بقا در دنیای طبیعی تنظیم شده است. این تحقیقات همچنین به اهمیت تکامل مغز در پاسخ به نیازهای محیطی و اجتماعی انسانها اشاره دارد و میتواند به روشنتر شدن مسیر آینده تحقیقات در این زمینه کمک کند.
پیشنهادات و چشمانداز آینده
نتایج این تحقیق نه تنها بر جنبههای علمی مغز انسان تأکید دارد، بلکه به ما میگوید که چگونه تکنولوژیها و ماشینها میتوانند به سرعتی دست یابند که انسانها هرگز به آن نرسیدهاند. در آینده، احتمالاً چالشهای جدیدی در زمینه هماهنگی بین مغز انسان و فناوریهای پیشرفته به وجود خواهد آمد، که نیاز به تحقیقات بیشتر و راهکارهای نوآورانه را ضروری میسازد.
