I ricercatori del California Institute of Technology stanno cercando di calcolare la velocità del pensiero umano. E il numero che ottengono è un po' sconcertante: 10 bit di informazioni al secondo.
Ma di cosa stiamo parlando qui? La tua mente potrebbe (sorprendentemente lentamente, a quanto pare) supporre che stiamo parlando di "bit" come quelli dei computer. Nel linguaggio dei computer, un bit può avere uno di due valori, spesso rappresentati da una cifra binaria: 1 o 0. Ma questo non corrisponde alla quantità di informazioni trasmesse, a volte chiamata "shannon", da Claude Shannon, che a sua volta è chiamato il "padre della teoria dell'informazione".
“Per comprendere il concetto di informazione, è essenziale distinguerlo da quello di dati. Ecco un esempio. Abbiamo un'amica che ha appena partorito e le inviamo un messaggio per chiederle il sesso del neonato. Dal nostro punto di vista, ci sono le stesse probabilità che il bambino sarà un maschio o una femmina. Pertanto, la sua risposta ci invierà esattamente 1 shannon. Per rispondere, probabilmente ci invierà una frase composta da diversi caratteri, ciascuno rappresentato da diversi bit. Riceveremo quindi diverse decine di bit di dati per 1 shannon", spiega Vincent Gripon, professore associato presso Télécom Bretagne.
“Il nostro cervello è abituato a questo fatto. Si stima che cento milioni di bit di dati al secondo vengano trasmessi dalla corteccia visiva alle regioni profonde della nostra neocorteccia. La maggior parte di questi dati è completamente inutile per noi e, inoltre, trasporta pochissime informazioni.”
Gli scienziati che studiano la teoria dell'informazione hanno cercato di quantificare le informazioni di vari sistemi, tra cui quanta informazione viene trasmessa in ogni sillaba del linguaggio e quanta informazione c'è nell'intero universo osservabile. Nel farlo, si sono imbattuti in un piccolo mistero: i nostri cervelli sono costantemente bombardati da dati sensoriali a una velocità incredibile, stimata in 109 bit al secondo, eppure i nostri pensieri coscienti elaborano le informazioni a una velocità molto più lenta.
Come ci si potrebbe aspettare, il pensiero umano è difficile da quantificare. Nel tentativo di farlo, gli autori di un nuovo studio hanno esaminato i compiti che le persone svolgono e la quantità di informazioni che elaborano durante questi. Uno di questi compiti è la digitazione manuale di testo.
"Un bravo dattilografo può digitare fino a 120 parole al minuto. Se ogni parola è considerata composta da 5 caratteri, questa velocità di digitazione corrisponde a 10 battute al secondo. Quanti bit di informazione rappresentano? Abbiamo pensato di contare i tasti sulla tastiera e di prendere il logaritmo di quel numero per ottenere l'entropia di un singolo carattere, ma sarebbe un po' forzato", ha scritto il team nel suo articolo.
"La lingua inglese contiene strutture interne ordinate che rendono il flusso di caratteri altamente prevedibile. Infatti, l'entropia della lingua inglese è solo di circa 1 bit per carattere. I dattilografi esperti si affidano a tutta questa ridondanza per digitare più velocemente: se fossero costretti a digitare una sequenza casuale di caratteri, la loro velocità calerebbe drasticamente."
Sulla base di ciò, sono stati in grado di calcolare che la velocità di pensiero con cui lavora un dattilografo quando digita una sequenza casuale di caratteri è di circa... 10 bit al secondo. Osservando altri compiti, dal giocare a Tetris alla risoluzione di un cubo di Rubik in condizioni controllate all'ascolto di inglese, il team ha stimato che la maggior parte di questi compiti viene eseguita a una velocità sorprendentemente bassa simile.
"È un numero estremamente basso", afferma Markus Meister, coautore del documento. "In ogni momento, estraiamo solo 10 bit dei trilioni che i nostri sensi assorbono e li utilizziamo per percepire il mondo che ci circonda e prendere decisioni. Ciò solleva un paradosso: cosa fa il cervello per filtrare tutte queste informazioni?"
Mentre i nostri cervelli gestiscono la valanga di dati sensoriali, i nostri pensieri coscienti sembrano funzionare a una velocità molto più lenta. Il team nota che questo potrebbe avere implicazioni, ad esempio, per la creazione di interfacce cervello-computer. Mentre un giorno potrebbero emergere interfacce cervello-computer in grado di accelerare l'attività cerebrale umana, potremmo essere limitati dalla velocità della nostra capacità cognitiva.
Più in generale, ciò solleva una serie di interrogativi, ad esempio perché il nostro sistema nervoso riesce a elaborare migliaia di elementi in parallelo, mentre il nostro pensiero cosciente si muove a un ritmo così lento.
"Come possono gli esseri umani far fronte a soli 10 bit/sec? La risposta intuitiva qui è che la cognizione a un ritmo così lento è sufficiente per la sopravvivenza", scrive il team. "Più precisamente, i nostri antenati hanno scelto una nicchia ecologica in cui il mondo era abbastanza lento da rendere possibile la sopravvivenza. In effetti, i 10 bit/sec sono necessari solo negli scenari peggiori e il più delle volte il nostro ambiente cambia a un ritmo molto più lento".
Sebbene si tratti di una stima interessante della velocità delle informazioni nel pensiero umano, il team sottolinea che solleva più una domanda e, anziché fornire risposte, offre un'opportunità per ulteriori ricerche in futuro.
"In particolare, il nostro sistema nervoso periferico è in grado di assorbire informazioni dall'ambiente a una velocità molto più elevata, nell'ordine dei gigabit/sec", scrive il team. "Questo definisce un paradosso: il vasto divario tra il piccolo flusso di informazioni del comportamento umano e i vasti input di informazioni su cui si basa tale comportamento. Questo enorme rapporto, circa 100,000,000, rimane in gran parte inspiegato".
Foto illustrativa di Pixabay: https://www.pexels.com/photo/light-trails-on-highway-at-night-315938/
