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人类思考速度每秒仅10比特,为何感官却能“超速”处理?

时间:2024-12-21 20:10:07来源:浙大科技园脑机基地编辑:快讯团队

近日,加州理工学院的研究团队揭示了人类思考速度的一个惊人事实:我们的思维竟然每秒仅能处理10比特的信息。相比之下,我们的感官系统则能以每秒万亿比特的速度接收外界信息,这一速度比思考速度快了整整一亿倍。

这项研究由加州理工学院的Markus Meister教授实验室主导,其中研究生Jieyu Zheng发挥了关键作用。研究成果已在《Neuron》期刊上发表,引起了神经科学界的广泛关注。

比特,作为计算机信息的基本单位,常被用于衡量数据传输速度。例如,一个普通的Wi-Fi连接每秒能处理数千万比特的数据。而Zheng在研究中,运用信息理论的技术,分析了大量关于人类行为(包括阅读、写作、玩视频游戏和解魔方等)的科学文献,最终得出了人类思考速度为每秒10比特的结论。

面对这一结论,Meister教授表示:“这是一个非常低的数字。我们的感官每秒接收万亿比特的信息,但大脑只从中提取了10比特用于思考和决策。这引发了一个重要的问题:大脑是如何从如此庞大的信息中筛选出这10比特的呢?”

人脑拥有超过850亿个神经元,其中三分之一位于大脑皮层,专门负责高级思维。单个神经元的信息处理能力远超每秒10比特,但为什么大脑没有充分利用这一能力呢?既然思考速度如此缓慢,为什么我们还需要如此多的神经元?Meister教授认为,这些悖论值得神经科学界深入研究。

研究团队还提出了另一个令人费解的问题:为什么大脑一次只能处理一个想法,而不是像感官系统那样并行处理多个信息?例如,当棋手思考未来的走法时,通常只能一次探索一种可能的序列,而不能同时考虑多种。研究人员认为,这可能与大脑的进化方式有关。

早期拥有神经系统的生物主要使用大脑进行导航,即寻找食物和躲避捕食者。如果人类的大脑是从这些简单的导航系统进化而来,那么我们一次只能沿着一条“思考路径”前进,就显得合情合理了。

“人类思考可以被看作是在抽象概念空间中的一种导航形式。”Zheng和Meister在论文中写道。他们强调,需要进一步研究这种一次只能有一条思考线索的约束是如何在大脑结构中编码的。

Zheng和Meister还指出,我们的祖先选择了一个环境变化相对缓慢的生态位,这使得生存成为可能。每秒10比特的思考速度可能只是在最糟糕的情况下才需要,而在大多数情况下,我们的环境变化要缓慢得多。

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