尽管人脑可以非常聪明,但仍有一些限制阻碍了我们大脑的潜力。我们思维局限中最令人费解的例子与我们的思维方式有关。尽管大脑拥有数十亿个控制我们一切行动的神经元,但人类的思维过程却异常受限,科学家们现在可能已经找到了解释这种人类效率低下之谜的答案。
《Neuron》杂志最近发表的一项新研究量化了人类思维的速度,揭示了大脑能力的异常。这项研究来自加州理工学院,该学院的生物科学教授 Markus Meister 的实验室里的研究人员正在研究神经元回路——换句话说,就是相互连接并进行通信的神经元群,它们促进了身体和大脑的功能。
我们思维的界限
在该研究中,研究生 Jieyu Zheng 检查了关于人类行为的科学文献,从阅读和写作到玩鲁比克方块,并将这些分析与信息论(一个关注信息如何被处理、存储和传输的数学领域)的知识相结合。
研究表明,人类的平均思维速度为每秒 10 比特。然而,令人好奇的是,我们大脑中的单个神经元(总数超过 850 亿个)在技术上足以比每秒 10 比特的速度处理信息。但研究人员发现,大脑限制了思维过程的速度。
思维过程的速度也比我们身体的感官系统慢得多,研究人员称感官系统的速度快 1 亿倍。人类思维过程速度与感官处理速度之间的巨大差距引发了神经科学家们的许多疑问。
虽然我们的感官系统可以同时处理数千个输入,但我们一次只能在脑海中进行一个思维。但这是为什么呢?
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我们缓慢的思维是如何进化的
该研究表明,我们的大脑是经过进化才变成这样的。最早拥有神经系统的动物——很可能是在埃迪卡拉纪时期,距今 6.35 亿至 5.43 亿年前——会利用它们的大脑来导航,寻找食物或躲避捕食者。这些行为与人类一次只需遵循一条前进的道路或坚持一个想法的观点相符。
虽然这可能看起来有悖常理,但我们思维的缓慢速度可能仅仅是因为它足以让我们的祖先生存下来。由于我们周围的环境变化通常相当缓慢,每秒 10 比特的思维处理速度在几个世纪以来一直适用于决策。
人类可以多任务处理吗?
人类并非我们通常认为的多任务处理大师。正如一项2019 年的研究所示,大脑没有进行多任务处理所需的神经“构建块”。相反,大脑会在两个任务之间快速切换,而不是同时积极地处理两者。
在从一个任务切换到另一个任务之前,大脑可以做好准备并预测何时会发生切换。任务切换也可能因任务的强度而异。例如,需要高度关注的任务会使一个人不太准备好切换任务。
切换任务会产生相关的成本,这会减慢我们的速度并增加任务完成时间。几项实验表明,当人们必须在多个任务之间切换时,他们的速度会变慢。因此,当我们进行多任务处理时,它可能看起来是一种令人印象深刻的策略,但它通常会对我们的表现产生负面影响。
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大脑-计算机难题
Zheng 和 Meister 的研究对提出大脑与计算机之间联系的雄心勃勃的技术概念提出了质疑。根据这项新研究,鉴于人类思维处理速率的限制,植入式脑机接口并不一定会加速大脑的通信速率。
然而,展望未来,研究人员更关注深入研究大脑的机制,以理解为什么它一次只能处理一个思维。
文章来源
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Neuron。《存在的令人难以忍受的缓慢:为什么我们以每秒 10 比特的速度生活?》
Caltech。《缓慢的思考:人类行为的悖论式缓慢》
美国国家医学图书馆。《多任务处理的多重成本》
美国心理学协会。《多任务处理:切换成本》














