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2024-12-30 20:27:00
まとめ： 新しい研究によると、人間は毎秒 10 ビットの速度で思考するのに対し、感覚システムは毎秒 10 億ビット、つまり 1 億倍の速度で処理することが明らかになりました。これは、感覚入力が非常に膨大であるにもかかわらず、なぜ脳は思考を処理するのが非常に遅いのかという矛盾を浮き彫りにします。
研究者らは、脳の進化は、抽象的な概念空間をナビゲートするのと同様に、思考の単一の「道」に焦点を当てることを優先したと提案しています。これらの発見は、脳の固有の速度制限が依然として存在するため、より高速な通信を可能にする脳とコンピューターのインターフェースの概念に疑問を投げかけます。
重要な事実:
- 思考速度: 人間の思考プロセスは毎秒 10 ビットで発生しますが、これは感覚システムの 10 億ビットの入力速度よりもはるかに遅いです。
- 脳の進化: 脳の単一焦点の制約は、ナビゲーションと意思決定に対する進化の適応に起因している可能性があります。
- ニューラルインターフェイス: 脳とコンピューターの直接インターフェイスは、依然として脳の自然な 10 ビット/秒の速度で動作します。
カリフォルニア工科大学の研究者は、人間の思考の速度を 10 ビット/秒と数値化しました。しかし、私たちの体の感覚システムは、環境に関するデータを毎秒 10 億ビットの速度で収集します。これは、私たちの思考プロセスより 1 億倍速いです。
この新しい研究は、神経科学者にとって、特に、私たちの感覚系が一度に何千もの入力を処理しているのに、なぜ一度に一つのことしか考えられないのか、という大きな新たな探究の道を提起するものである。
ビデオクレジット: 神経科学ニュース
この研究は、アン・P・ビアジーニ生物学教授とベンジャミン・F・ビアジーニ教授であるマルクス・マイスター博士（87年博士号）の研究室で行われ、大学院生の鄭杰宇氏が主導した。研究を説明した論文が雑誌に掲載される ニューロン 12月17日。
ビットは、コンピューティングにおける情報の基本単位です。たとえば、一般的な Wi-Fi 接続は 5,000 万ビット/秒を処理できます。
新しい研究で、鄭氏は情報理論分野のテクニックを読み書き、ビデオゲームのプレイ、ルービックキューブの解き方などの人間の行動に関する膨大な科学文献に適用し、人間が10ビットの速度で思考することを計算した。毎秒。
「これは極めて低い数字です」とマイスター氏は言う。
「私たちは毎瞬間、感覚が取り込む数兆ビットからわずか 10 ビットを抽出し、その 10 ビットを使用して周囲の世界を認識し、意思決定を行っています。これは矛盾を引き起こします。脳はこのすべての情報をフィルタリングするために何をしているのでしょうか?」
脳には 850 億個を超えるニューロンがあり、そのうちの 3 分の 1 は高度な思考に特化しており、皮質にあります。個々のニューロンは強力な情報プロセッサであり、1 秒あたり 10 ビットを超える情報を簡単に送信できます。
しかし、なぜそうしないのでしょうか？ゆっくり考えているのに、なぜこれほどたくさんあるのでしょうか?
マイスター氏は、脳におけるこの「速度制限」の発見を考慮すると、神経科学研究は将来の研究でこれらの矛盾を考慮すべきであると示唆しています。
新しい研究が提起するもう一つの難問は、なぜ脳は私たちの感覚システムのように多くの思考を並行して処理するのではなく、一度に 1 つの思考を処理するのかということです。
たとえば、将来の一連の手を想定しているチェスプレイヤーは、一度に複数の可能性のあるシーケンスを探索するのではなく、一度に 1 つの可能なシーケンスのみを探索できます。この研究は、これはおそらく私たちの脳の進化によるものであることを示唆しています。
研究によると、神経系を備えた初期の生物は、主に食物に向かって移動したり捕食者から遠ざかったりするためのナビゲーションに脳を使用していました。私たちの脳がこれらの単純なシステムから道をたどるように進化したのであれば、一度に 1 つの思考の「道」しかたどることができないのも当然でしょう。
「人間の思考は、抽象的な概念の空間を通過するナビゲーションの一形態として見ることができます」と鄭氏とマイスター氏は書いている。
研究チームは、この制約（一度に一つの思考の流れ）が脳の構造の中でどのようにエンコードされているかについて、今後の研究の必要性を強調している。
「私たちの祖先は、生存を可能にするために世界が十分にゆっくりとしている生態学的ニッチを選択しました」と鄭氏とマイスター氏は書いている。
「実際、10 ビット/秒が必要になるのは最悪の場合のみであり、ほとんどの場合、私たちの環境はもっとゆっくりとしたペースで変化します。」
人間の思考速度の新たな定量化により、いくつかの SF の未来的なシナリオが打ち砕かれる可能性があります。過去 10 年の間に、テクノロジー業界の大御所たちは、人間が通常の会話やタイピングのペースよりも速くコミュニケーションできるように、人間の脳とコンピューターの間に直接のインターフェイスを作成することを提案してきました。
しかし、新しい研究は、私たちの脳がニューラルインターフェースを介して同じ10ビット/秒の速度で通信することを示唆しています。
資金提供: 資金は、Global Brain と国立衛生研究所の Simons Collaboration によって提供されました。 Markus Meister は、カリフォルニア工科大学の Tianqiao および Chrissy Chen 神経科学研究所の提携教員です。
この神経科学研究ニュースについて
独自の研究: クローズドアクセス。
「存在の耐え難い遅さ: なぜ私たちは 10 ビット/秒で生活しているのでしょうか?マルクス・マイスターら著。 ニューロン
抽象的な
存在の耐え難い遅さ: なぜ私たちは 10 ビット/秒で生活しているのでしょうか?
これらの数値間の明確な対照は依然として説明されていないが、脳機能の基本的な側面に触れている。つまり、どの神経基質が私たちの存在のペースにこの速度制限を設定しているのか?なぜ脳は 10 ビット/秒を処理するために数十億個のニューロンを必要とするのでしょうか?なぜ私たちは一度に一つのことしか考えられないのでしょうか？
脳は 2 つの異なるモードで動作しているようです。「外側」の脳は高速で高次元の感覚信号と運動信号を処理し、「内側」の脳は行動を制御するために必要な数ビットを処理します。
外脳の多数のニューロンについてはもっともらしい説明が存在しますが、内脳についてはそうではなく、私たちはこれを改善するための新しい研究の方向性を提案します。
#人間の思考は感覚の速度に遅れをとっている