- มีการวัดว่าในพฤติกรรมและกระบวนการรับรู้ของมนุษย์ ความเร็วในการประมวลผลข้อมูลอยู่ที่ประมาณ 10 บิตต่อวินาที
- ในทางกลับกัน พบว่าระบบประสาทสัมผัสของมนุษย์เก็บรวบรวมข้อมูลได้ราว 1 พันล้านบิตต่อวินาที
- ช่องว่างมหาศาลนี้ (1 พันล้าน ต่อ 10) เป็นหนึ่งในปริศนาที่ยังไม่คลี่คลายที่ใหญ่ที่สุดในวงการประสาทวิทยา
หลักฐานเชิงทดลองของความเร็วในการประมวลผลข้อมูล
- ในกิจกรรมการรับรู้ที่หลากหลาย เช่น การพิมพ์ การพูด และการอ่าน ต่างก็สังเกตพบความเร็วในการประมวลผลข้อมูลที่ประมาณ 10 บิตต่อวินาทีอย่างสม่ำเสมอ
- แม้แต่นักเล่นเกมมืออาชีพหรือผู้เล่นเกมไพ่ความเร็วสูง ก็ไม่สามารถก้าวข้ามระดับความเร็วในการประมวลผลข้อมูลนี้ได้
- ยังยืนยันข้อจำกัดด้านความเร็วลักษณะคล้ายกันได้ในหน้าที่การรับรู้ที่หลากหลาย เช่น การรับรู้ทางสายตา การประมวลผลเสียง และความจำ
โครงสร้างคู่ของ "สมองภายนอก" และ "สมองภายใน"
- สมองภายนอก: พื้นที่ที่ประมวลผลข้อมูลระดับสูงที่รับมาจากอวัยวะรับสัมผัสแบบขนาน
- สมองภายใน: พื้นที่ที่ประมวลผลข้อมูลปริมาณน้อยที่จำเป็นต่อการควบคุมพฤติกรรมแบบอนุกรม
- ความแตกต่างของวิธีและความเร็วในการประมวลผลข้อมูลระหว่างสองส่วนนี้ หล่อหลอมลักษณะสำคัญของการรับรู้ของมนุษย์
นัยสำคัญของงานวิจัยและข้อเสนอ
- การออกแบบ brain-computer interface ควรคำนึงถึงข้อจำกัดของความเร็วในการประมวลผลข้อมูลของมนุษย์
- จำเป็นต้องศึกษาว่าข้อจำกัดด้านความเร็วนี้มีข้อได้เปรียบเชิงการปรับตัวอย่างไรในกระบวนการวิวัฒนาการทางชีววิทยา
- หากต้องการยกระดับความสามารถด้านการรับรู้ของมนุษย์ จำเป็นต้องเข้าใจกลไกการประมวลผลข้อมูลของสมองภายในให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น
ทิศทางการวิจัยในอนาคต
- จำเป็นต้องศึกษากลไกการประมวลผลแบบอนุกรมของสมองภายในให้ละเอียดมากขึ้น
- จำเป็นต้องปรับปรุงความเข้าใจต่อกระบวนการส่งผ่านข้อมูลระหว่างสมองภายนอกกับสมองภายใน
- ควรมีการสำรวจความเป็นไปได้ของการประมวลผลแบบขนานในหน้าที่การรับรู้
1 ความคิดเห็น
ความคิดเห็นจาก Hacker News
สมองเป็นคอมพิวเตอร์อเนกประสงค์ ดังนั้นการวัดเฉพาะข้อมูลของงานหรือวัตถุบางอย่างจึงดูแปลก เวลาเรามอง Rubik's Cube เราไม่ได้รับรู้แค่ตำแหน่งของสีเท่านั้น แต่รับรู้ตัวลูกบาศก์นั้นทั้งชิ้นด้วย นี่แสดงให้เห็นความสามารถของสมองในการจดจำวัตถุที่หลากหลาย
เวลาพิมพ์ข้อความภาษาอังกฤษ เราไม่ได้แค่แปลงข้อมูลเป็นข้อความ แต่กำลังเลือกกิจกรรมที่เหมาะสมที่สุดในขณะนั้นด้วย ซึ่งรวมถึงการควบคุมกล้ามเนื้ออย่างละเอียดที่ยากจะเขียนโปรแกรมให้หุ่นยนต์ทำได้
หากออกแบบคำถามมาอย่างดี แต่ละคำถามจะเปิดเผยข้อมูล 1 บิตเกี่ยวกับสิ่งที่ยังเป็นปริศนา นี่บ่งชี้ว่าสมองสามารถเข้าถึงรายการได้ราว 1 ล้านรายการภายในไม่กี่วินาที นี่คือคำนิยามของ "ข้อมูล" ในเชิงภายนอก ซึ่งแทบไม่เกี่ยวกับความเร็วในการประมวลผลภายใน
เหตุผลที่ฮาร์ดแวร์ชีวภาพ แม้จะมี "ความเร็วภายใน" สูง แต่กลับให้การแก้ปัญหาออกมาในรูปของ "ความเร็วภายนอกที่ต่ำมาก" นั้นเป็นเรื่องธรรมดา สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติของส่วนย่อยไม่ใช่คุณสมบัติของทั้งระบบ
"การประมวลผลภายใน" ของสติปัญญาเกี่ยวข้องกับการระดมทักษะทางการรับรู้หลากหลายแบบ เช่น จินตนาการ การประสานงาน และการวางแผน งานบางประเภทต้องอาศัยทักษะทั้งหมดเหล่านี้พร้อมกัน จึงทำให้ความเร็วของ "การประมวลผลข้อมูลภายนอก" ช้าลง
งานวิจัยฉบับนี้นิยามงานอย่างเป็นนามธรรม และกำหนดต้นทุนที่สม่ำเสมอให้กับการประมวลผล "ข้อมูลของงาน 1 บิต" หากใช้หลักเดียวกันกับคอมพิวเตอร์ ก็น่าจะพบอัตราการส่งผ่านบิตที่เล็กเช่นกัน
เหตุผลที่เราคิดได้ทีละอย่างเดียวอาจเป็นปัญหาเรื่องการรับรู้ก็ได้ อาจเป็นเพราะภาษาของเราบังคับให้รูปแบบความคิดของเราเป็นเชิงเส้นและไม่เกิดขึ้นพร้อมกัน
ความเร็ว 10 บิต/วินาทีนี้ ในความเป็นจริงเราพิมพ์ได้เร็วกว่านั้นมาก ปริมาณข้อมูลทางประสาทสัมผัสที่เราประมวลผลอย่างมีสติก็สูงกว่านี้มากเช่นกัน
แนะนำให้อ่านงานวิจัยฉบับนี้ น่าสนใจและให้คำตอบกับคำถามหลายข้อ
สมองมนุษย์เป็นระบบปฏิบัติการที่ยอดเยี่ยม แต่ขาดโปรแกรมแก้ไขข้อความที่ดี
มนุษย์สามารถส่งข้อมูลได้สูงสุด 39 บิต/วินาทีระหว่างการพูดตามปกติ การใช้อัตรา 10 บิต/วินาทีมาอธิบาย "throughput" ของมนุษย์จึงไม่แม่นยำ
ระบบประสาทส่วนปลายสามารถดูดซับข้อมูลจากสิ่งแวดล้อมได้ในระดับกิกะบิต/วินาที สิ่งนี้นิยามช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่าง throughput ขนาดเล็กของพฤติกรรมมนุษย์ กับข้อมูลนำเข้าปริมาณมหาศาลที่เป็นพื้นฐานของพฤติกรรมนั้น
สมองดูเหมือนจะทำงานได้ดีกว่า GPU ในงานอย่างการรู้จำภาพ ซึ่งอาจเป็นเพราะสมองทำงานได้มากกว่าต่อวินาทีเมื่อเทียบกับ GPU
สมมติฐานที่ว่า 10 บิต/วินาทีเป็นความเร็วที่ช้านั้น เป็นการช้าเมื่อเทียบกับระบบคอมพิวเตอร์ทั่วไปที่สร้างบนแผ่นซิลิคอนเท่านั้น แต่สมมติฐานนี้ไม่ได้แปลเป็นเชิงเส้นตรงกับ throughput ของสมองและการรับรู้การดำรงอยู่
"บิต" จะเป็นหน่วยวัดที่เหมาะสมของการประมวลผลของมนุษย์ ก็ต่อเมื่อเรากำลังประมวลผลหรือสร้างอาร์ติแฟกต์ข้อมูลดิจิทัลเท่านั้น ระบบร่างกายของเราเป็น biological ware ทางชีวเคมี ซึ่งไม่อาจอธิบายด้วยพื้นฐานแบบบูลีนได้ นี่เป็นหนึ่งในปัญหาหลักของการที่สังคมยึดติดกับแนวคิดคลาสสิกเรื่องเพศ