Onderzoekers van het California Institute of Technology proberen de snelheid van menselijke gedachten te berekenen. En het getal dat ze vinden is een enigszins verontrustende 10 bits aan informatie per seconde.
Maar waar hebben we het hier over? Je geest zou (verrassend langzaam, zo blijkt) kunnen aannemen dat we het over "bits" hebben, zoals computerbits. In computertaal kan een bit een van twee waarden hebben, vaak weergegeven door een binair cijfer: 1 of 0. Maar dat komt niet overeen met de hoeveelheid informatie die wordt verzonden, soms een "shannon" genoemd, naar Claude Shannon, die op zijn beurt de "vader van de informatietheorie" wordt genoemd.
“Om het concept van informatie te begrijpen, is het essentieel om het te onderscheiden van dat van data. Hier is een voorbeeld. We hebben een vriendin die net is bevallen en we sturen haar een bericht om haar te vragen naar het geslacht van de pasgeborene. Vanuit ons perspectief is de kans even groot dat de baby een jongen of een meisje wordt. Daarom zal haar antwoord ons precies 1 shannon sturen. Om te antwoorden, zal ze ons waarschijnlijk een zin sturen die bestaat uit verschillende tekens, elk vertegenwoordigd door verschillende bits. We zullen dus enkele tientallen bits aan data ontvangen voor 1 shannon,” legt Vincent Gripon uit, universitair hoofddocent bij Télécom Bretagne.
“Ons brein is gewend aan dit feit. Er wordt geschat dat er honderd miljoen bits aan data per seconde worden verzonden van de visuele cortex naar de diepe regionen van onze neocortex. De meeste van deze data zijn volkomen nutteloos voor ons en dragen bovendien heel weinig informatie met zich mee.”
Wetenschappers die informatietheorie bestuderen, hebben geprobeerd de informatie van verschillende systemen te kwantificeren, inclusief hoeveel informatie er in elke lettergreep van de taal wordt overgedragen en hoeveel informatie er in het hele waarneembare universum is. Daarbij stuitten ze op een klein mysterie: onze hersenen worden constant gebombardeerd met sensorische gegevens met een ongelooflijke snelheid, geschat op 109 bits per seconde, maar onze bewuste gedachten verwerken informatie met een veel langzamer tempo.
Zoals je zou verwachten, is het menselijk denken moeilijk te kwantificeren. In een poging dit te doen, keken de auteurs van een nieuwe studie naar de taken die mensen uitvoeren en de hoeveelheid informatie die ze daarbij verwerken. Een van die taken is het handmatig typen van tekst.
"Een goede typist kan tot 120 woorden per minuut typen. Als elk woord wordt beschouwd als 5 tekens, komt deze typesnelheid overeen met 10 toetsaanslagen per seconde. Hoeveel bits informatie vertegenwoordigt dat? We overwogen om de toetsen op het toetsenbord te tellen en de logaritme van dat getal te nemen om de entropie van een enkel teken te krijgen, maar dat zou een beetje vergezocht zijn," schreef het team in hun paper.
“De Engelse taal bevat geordende interne structuren die de stroom van tekens zeer voorspelbaar maken. In feite is de entropie van de Engelse taal slechts ∼1 bit per teken. Ervaren typisten vertrouwen op al deze redundantie om sneller te typen: als ze gedwongen zouden worden om een willekeurige reeks tekens te typen, zou hun snelheid sterk dalen.”
Op basis hiervan konden ze berekenen dat de denksnelheid waarmee een typist werkt bij het typen van een willekeurige reeks tekens ongeveer... 10 bits per seconde is. Kijkend naar andere taken - van het spelen van Tetris tot het oplossen van een Rubik's Cube onder gecontroleerde omstandigheden tot het luisteren naar Engels - schatte het team dat de meeste van deze taken worden uitgevoerd met een vergelijkbare, verrassend lage snelheid.
"Dat is een extreem laag aantal", zegt Markus Meister, een van de co-auteurs van het artikel. "Op elk willekeurig moment halen we slechts 10 bits uit de biljoenen die onze zintuigen opnemen, en we gebruiken ze om de wereld om ons heen waar te nemen en beslissingen te nemen. Dit roept een paradox op: wat doet het brein om al deze informatie te filteren?"
Terwijl onze hersenen omgaan met de lawine aan sensorische data, lijken onze bewuste gedachten veel langzamer te werken. Het team merkt op dat dit implicaties kan hebben voor bijvoorbeeld de creatie van brein-computerinterfaces. Hoewel brein-computerinterfaces op een dag kunnen ontstaan die de menselijke hersenactiviteit kunnen versnellen, kunnen we worden beperkt door de snelheid van ons eigen cognitieve vermogen.
Algemener gesteld roept dit een aantal vragen op, bijvoorbeeld waarom ons zenuwstelsel duizenden elementen tegelijk kan verwerken, terwijl onze bewuste gedachten zo langzaam gaan.
"Hoe kunnen mensen omgaan met slechts 10 bits/sec? Het intuïtieve antwoord is dat cognitie op zo'n traag tempo voldoende is om te overleven", schrijft het team. "Om preciezer te zijn, onze voorouders kozen een ecologische niche waarin de wereld traag genoeg was om overleving mogelijk te maken. In feite zijn de 10 bits/sec alleen nodig in de worstcasescenario's, en meestal verandert onze omgeving veel langzamer."
Hoewel het een interessante schatting is van de snelheid van informatie in het menselijk denken, benadrukt het team dat het meer een vraag oproept en, in plaats van antwoorden te bieden, een kans biedt voor verder onderzoek in de toekomst.
“In het bijzonder is ons perifere zenuwstelsel in staat om informatie uit de omgeving te absorberen met een veel hogere snelheid, in de orde van gigabits/sec,” schrijft het team. “Dit definieert een paradox: de enorme kloof tussen de kleine informatiedoorvoer van menselijk gedrag en de enorme informatie-input waarop dat gedrag is gebaseerd. Deze enorme verhouding – ongeveer 100,000,000 – blijft grotendeels onverklaard.”
Illustratieve foto door Pixabay: https://www.pexels.com/photo/light-trails-on-highway-at-night-315938/
