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 di 10 bit di informazione al secondo.
Ma di cosa stiamo parlando qui? La tua mente potrebbe (sorprendentemente lentamente, a quanto pare) presumere che stiamo parlando di “bit” come quelli del computer. Nel linguaggio informatico, un bit può avere uno di due valori, spesso rappresentati da una cifra binaria: 1 o 0. Ma ciò non corrisponde alla quantità di informazioni trasmesse, a volte chiamata “shannon”, dal nome di Claude Shannon, che a sua volta è chiamato il “padre della teoria dell’informazione”.
“Per comprendere il concetto di informazione è fondamentale distinguerlo da quello di dato. Ecco un esempio. Abbiamo un’amica che ha appena partorito e le mandiamo un messaggio per chiederle il sesso del neonato. Dal nostro punto di vista, c’è la stessa possibilità che il bambino sia un maschio o una femmina. Pertanto, la sua risposta ci invierà esattamente 1 Shannon. Per rispondere probabilmente ci invierà una frase composta da più caratteri, ciascuno rappresentato da più 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. È stato stimato che cento milioni di bit di dati al secondo vengono trasmessi dalla corteccia visiva alle regioni profonde della nostra neocorteccia. La maggior parte di questi dati sono completamente inutili per noi e, inoltre, contengono pochissime informazioni”.
Gli scienziati che studiano la teoria dell’informazione hanno cercato di quantificare le informazioni di vari sistemi, inclusa la quantità di informazioni trasmesse in ciascuna sillaba del linguaggio e la quantità di informazioni presenti nell’intero universo osservabile. Così facendo, si sono imbattuti in un piccolo mistero: il nostro cervello è costantemente bombardato da dati sensoriali a una velocità incredibile, stimata in 109 bit al secondo, ma 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 compiti. Uno di questi compiti è la digitazione manuale del testo.
“Un buon 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 preso in considerazione l’idea di contare i tasti sulla tastiera e di prendere il logaritmo di quel numero per ottenere l’entropia di un singolo carattere, ma sarebbe stato un po’ eccessivo”, ha scritto il team nel loro articolo.
“La lingua inglese contiene strutture interne ordinate che rendono il flusso di caratteri altamente prevedibile. Infatti, l’entropia della lingua inglese è solo ∼1 bit per carattere. I dattilografi esperti fanno affidamento su tutta questa ridondanza per digitare più velocemente: se fossero costretti a digitare una sequenza casuale di caratteri, la loro velocità diminuirebbe 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 del cubo di Rubik in condizioni controllate, all’ascolto dell’inglese, il team ha stimato che la maggior parte di questi compiti vengono eseguiti a una velocità altrettanto, sorprendentemente bassa.
“Si tratta di un numero estremamente basso”, afferma Markus Meister, coautore dello studio. “In ogni momento estraiamo solo 10 bit dei trilioni che i nostri sensi percepiscono e li usiamo per percepire il mondo che ci circonda e prendere decisioni. Ciò solleva un paradosso: cosa fa il cervello per filtrare tutte queste informazioni?”
Mentre il nostro cervello ha a che fare con una valanga di dati sensoriali, i nostri pensieri coscienti sembrano operare a una velocità molto più lenta. Il team osserva che ciò 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 del cervello umano, potremmo essere limitati dalla velocità della nostra capacità cognitiva.
Più in generale, ciò solleva una serie di domande, ad esempio perché il nostro sistema nervoso può 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 scelsero 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, nella maggior parte dei casi, il nostro ambiente cambia a un ritmo molto più lento”.
Sebbene si tratti di una stima interessante della velocità dell’informazione nel pensiero umano, il team sottolinea che solleva più di una domanda e, invece di 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, dell’ordine di gigabit/sec”, scrive il team. “Ciò definisce un paradosso: l’enorme divario tra il minuscolo flusso di informazioni del comportamento umano e i vasti input di informazioni su cui si basa quel 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/
Originalmente pubblicato su The European Times.
