Czy kiedykolwiek zastanawiałeś/aś się, jak szybko działa Twój mózg? Naukowcy niedawno określili taki limit prędkości. Okazało się, że mózg przetwarza sygnały z narządów zmysłów z prędkością zaledwie ok. 10 bitów na sekundę. Bit to najmniejsza jednostka informacji używana w odniesieniu do sprzętu komputerowego. Dla porównania, średniej jakości połączenie wi-fi przetwarza ok. 50 mln bitów na sekundę (50 Mb/s). Prędkość ta jest miliony razy niższa niż prędkość wejściowa, ponieważ systemy sensoryczne ludzkiego ciała gromadzą dane o otaczającym środowisku z prędkością 1 mld bitów na sekundę. Naukowcy stwierdzili, że wyraźny kontrast między tymi liczbami dotyka fundamentalnych aspektów funkcjonowania mózgu. Badaniami przeprowadzonymi w laboratorium Markusa Meistera, profesora nauk biologicznych w Caltech, kierował doktorant Jieyu Zheng. Obaj naukowcy pracują na Wydziale Biologii i Inżynierii Biologicznej Caltech – jednej z czołowych uczelni technologicznych w USA. Meister twierdzi, że 10 bitów na sekundę to niezwykle niska liczba. W każdej chwili ludzie wyodrębniają zaledwie 10 bitów informacji z bilionów odbieranych przez ich zmysły, wykorzystując te 10 bitów do postrzegania świata i podejmowania decyzji. – To rodzi paradoks – co robi mózg, aby filtrować wszystkie te informacje? – pyta Meister.

Naukowcy wskazali, że w mózgu znajduje się ponad 85 mld neuronów, z czego 1/3 jest przeznaczona do myślenia na wysokim poziomie i znajduje się w korze mózgowej. Poszczególne neurony są potężnymi procesorami informacji i mogą z łatwością przesyłać ponad 10 bitów informacji na sekundę, ale dlaczego tego nie robią? I dlaczego mamy ich tak wiele, skoro myślimy tak wolno? Nowe odkrycia sugerują, że nasze komórki nerwowe nie pomagają w przetwarzaniu myśli z tak dużą prędkością, czyniąc ludzi stosunkowo powolnymi myślicielami, niezdolnymi do równoległego przetwarzania wielu myśli. Spekuluje się, że limit ten mógł pojawić się u pierwszych zwierząt posiadających układ nerwowy. Według badań najwcześniejsze stworzenia z układem nerwowym wykorzystywały swoje mózgi głównie do nawigacji, poruszania się w kierunku występowania pożywienia i z dala od drapieżników. Jeśli ludzkie mózgi wyewoluowały z tych prostych systemów, miałoby to sens, że ludzie mogą podążać tylko jedną „ścieżką” myśli na raz. – Nasi przodkowie wybrali niszę ekologiczną, w której świat działa na tyle wolno, że możliwe jest przetrwanie. […] W rzeczywistości 10 bitów na sekundę jest potrzebne tylko w najgorszych sytuacjach, a przez większość czasu nasze środowisko zmienia się w znacznie wolniejszym tempie. […] Ludzkie myślenie może być postrzegane jako forma nawigacji w przestrzeni abstrakcyjnych pojęć – argumentują Zheng i Meister. Zespół badawczy podkreśla potrzebę przyszłych badań nad tym, w jaki sposób to ograniczenie – jeden ciąg myśli na raz – jest zakodowane w architekturze mózgu. Opublikowane w czasopiśmie „Neuron” badania potwierdzają również, że mózg wydaje się działać w dwóch różnych trybach – „zewnętrzny” mózg obsługuje szybkie, wielowymiarowe sygnały sensoryczne i motoryczne, podczas gdy „wewnętrzny” mózg przetwarza zredukowaną liczbę bitów potrzebnych do kontrolowania zachowania. Istnieją wiarygodne wyjaśnienia dla dużej liczby neuronów w mózgu „zewnętrznym”, ale nie w mózgu „wewnętrznym”.