Ludzki mózg przetwarza informacje z prędkością 11 terabajtów na sekundę – nowe badania kwestionują ograniczenia komputerów cyfrowych.

Nie starasz się zbyt mocno. Ledwo jesteś przytomny, jeśli mamy być szczerzy. A jednak gdzieś za twoimi oczami burza elektrycznych szeptów pędzi z prędkością, która sprawiłaby, że większość laptopów zwinęłaby się w kłębek i zapłakała. Nowe badania sugerują, że ludzki mózg może przetwarzać informacje w przybliżeniu z szybkością równoważną 11 terabajtom na sekundę - liczbą bardziej pasującą do centrów danych niż do marzycieli. Brzmi to absurdalnie, niemal arogancko. Ty, z zapomnianymi hasłami i zgubionymi kluczami, rzekomo wyprzedzasz lśniącą maszynę na biurku. A jednak, kiedy leżysz w nocy w łóżku i twój umysł nie potrafi się wyłączyć, czujesz to: dzieje się tam o wiele więcej, niż jesteśmy skłonni sobie przyznać.

Zaraz, 11 terabajtów na sekundę? Co to w ogóle znaczy?

Terabajty żyją w świecie reklam światłowodu i dysków zewnętrznych, nie wewnątrz twojej głowy. Jeden terabajt to ta wielkość, którą firmy technologiczne lubią się chwalić, mówiąc, ile filmów możesz streamować albo ile zdjęć możesz chomikować. A teraz wyobraź sobie 11 takich terabajtów na sekundę, brzęczących w tle, gdy wybierasz między dwoma rodzajami płatków śniadaniowych. Nowe oszacowanie pochodzi od badaczy, którzy próbują uchwycić w jednej szalonej liczbie pełnię tego, co każdy neuron i każda synapsa mogłyby teoretycznie robić jednocześnie.

Nie twierdzą, że liczysz arkusze kalkulacyjne z taką prędkością albo po cichu tłumaczysz Szekspira na kod binarny. Wskazują na niewiarygodną równoległość działania mózgu. Podczas gdy komputer zwykle wykonuje zadania w uporządkowanych krokach, nasze mózgi jednocześnie wyrzucają sygnały przez miliardy maleńkich biologicznych przewodów. To jest brudne, elektryczne, chemiczne, nieprzewidywalne - i, jak się okazuje, oszałamiająco szybkie, gdy próbuje się mierzyć jego potencjalną „przepustowość” tak, jak oceniamy maszyny cyfrowe.

Sama liczba jest bardziej poetycka niż precyzyjna. Neurobiolodzy spierają się o właściwy sposób mierzenia „informacji” w żywym mózgu, bo nie tyka on jak procesor ani nie przechowuje bitów jak dysk twardy. A jednak nawet przy szerokich marginesach błędu wyłania się wyraźny obraz: ludzki mózg nie jest po prostu wolną, rozmokłą wersją komputera. Gra w zupełnie inną grę, w skali, którą dopiero zaczynamy pojmować.

Mit powolnego, miękkiego umysłu

Dorastaliśmy z przekonaniem, że komputery są szybkie, a mózgi wolne. Telefon ładuje stronę w pół sekundy, podczas gdy ty nie możesz sobie przypomnieć, gdzie zaparkowałeś. Nerwy przewodzą sygnały znacznie wolniej niż światło w światłowodzie, a ludzkie czasy reakcji często mierzy się w dziesiątych częściach sekundy. Na papierze krzem powinien wygrywać wyścig za każdym razem.

A jednak, gdy porównujemy wydajność w realnym świecie, historia skręca w bok. Twój mózg rozpoznaje twarz znajomego w tłumie w mniej niż sekundę - niezależnie od oświetlenia, kąta czy fryzury. System wizyjny komputera potrzebuje ogromnych zbiorów danych, starannego treningu i gór energii, żeby się zbliżyć - a i tak potrafi pomylić psa z muffinką jagodową. Rozumiesz sarkazm, napięcie w pokoju, błysk wątpliwości w czyichś oczach, podczas gdy chatboty wciąż czasem halucynują albo całkowicie źle „wyczuwają” sytuację.

Powód tkwi w tym, jak mózg obchodzi się z informacją. Zamiast jednego potężnego procesora polega na miliardach neuronów pracujących w hałaśliwej harmonii, z których każdy jest połączony z tysiącami innych. Sygnały nie zachowują się jak czyste przełączniki zero-jedynkowe; są raczej jak pomruki w zatłoczonym barze - nakładają się, wzmacniają, znoszą. Ten bałagan, ten biologiczny chaos, jest dokładnie tym, co czyni system tak potężnym - i tak trudnym do porównania z uporządkowanymi, cyfrowymi układami.

W środku burzy: jak badacze doszli do 11 TB/s

Liczenie szeptów w neuronowym lesie

Żeby dojść do liczby rzędu 11 terabajtów na sekundę, naukowcy muszą wykazać się odrobiną bezczelności. Zaczynają od szacunków, ile neuronów zawiera ludzki mózg - około 86 miliardów - oraz ile połączeń tworzą te neurony, co idzie w biliony. Potem sprawdzają, jak często te połączenia, synapsy, mogą „odpalać” i ile informacji może nieść każdy taki mały impuls aktywności. Pomnóż to wszystko, a dostaniesz liczbę przepustowości tak ogromną, że ledwo mieści się w głowie.

Oczywiście mózg nie korzysta z całej tej pojemności przez cały czas. Większość z nas nie żyje na pełnym poznawczym gazie; scrollujemy, ziewamy, uczymy się na nowo hasła do poczty. Niektóre rejony są ciche, inne płoną aktywnością. Jednak nawet z tymi zastrzeżeniami, zgrubne obliczenia sugerują, że gdy mózg „buczy”, wymienia informacje z prędkością, którą zwykle kojarzymy jedynie z najszybszymi superkomputerami świata.

Jest też strona chemiczna, którą proste modele ignorują. Neurony nie tylko wysyłają impulsy; uwalniają koktajle neuroprzekaźników, które mogą stroić, popychać i przekształcać sygnały w sposób, który tradycyjnemu komputerowi trudno skopiować. Wartość 11 TB/s w większości opisuje część elektryczną - impulsy i wzorce. Pełne „odczuwane” doświadczenie myśli i pamięci, to, jak zapach potrafi nagle przenieść cię o dwadzieścia lat wstecz, żyje gdzieś poza tymi liczbami.

Chwila prawdy o pomiarach

Bądźmy szczerzy: nikt nie siada i nie liczy naprawdę każdego bitu latającego przez mózg. Liczba 11 terabajtów to oszacowanie oparte na modelach, założeniach i całkiem sporej debacie. Niektórzy eksperci uważają ją za zbyt wysoką, inni twierdzą, że może być zbyt skromna, gdy zrozumiemy pełne bogactwo kodowania neuronalnego. Mówimy o organie, który potrafi przeorganizować się po urazie, nauczyć się nowego języka w średnim wieku albo odzyskać umiejętności w sposób, który zostawiłby płytkę drukowaną w kompletnej konsternacji.

Dlatego, gdy widzisz taką liczbę, traktuj ją nie jako przechwałkę, lecz jako drogowskaz. Mówi nam, że niedoszacowywaliśmy tego, co „wolna” biologiczna sieć potrafi zrobić, gdy opiera się na przetwarzaniu równoległym, adaptacji i redundancji. Stawia też niewygodne pytania tym, którzy lubią czyste porównania między „mózgiem” a „maszyną”, jakby były dwoma procesorami w tabeli benchmarków. To różne dyscypliny na różnych boiskach - a zasady jednej z nich dopiero poznajemy.

Dlaczego nasze mózgi wciąż ogrywają nasze maszyny

Gdyby sama surowa szybkość informacji wyjaśniała wszystko, centra danych już pisałyby poezję i negocjowały traktaty pokojowe. Nie piszą. Laptop potrafi mielić liczby, przeszukiwać bazy danych i symulować pogodę w skali, z którą żaden człowiek sam sobie nie poradzi. A jednak wciąż zawodzi w rzeczach, które pięciolatek robi bez wysiłku: łapaniu kontekstu, wyczuwaniu niewypowiedzianych zasad, rozpoznaniu, kiedy żart źle wylądował.

Ta uparta luka ma wiele wspólnego z tym, jak mózg żongluje jednocześnie różnymi rodzajami informacji. Nie tylko przetwarzasz to, co widzisz i słyszysz; spajasz to z wspomnieniami, emocjami, sygnałami z ciała i trwającym poczuciem tego, kim jesteś. Kiedy ktoś unosi brew, twój mózg nie wykrywa jedynie „zwiększonego kąta brwi”; w ułamku sekundy dociąga przeszłe doświadczenia, oczekiwania i lęki. Maszyny można wytrenować do rozpoznawania brwi, ale one nie czują ciężaru tego spojrzenia.

Każdy zna moment, kiedy piosenka sprzed lat wypływa z głośnika w kawiarni i nagle wracasz do nastoletniego pokoju, czując tani dezodorant i szampon do dywanów. Taka podróż w czasie to nie tylko wydobycie wspomnienia; to rekonstrukcja. Mózg uruchamia całe światy zmysłowe z okruchów danych, uzupełniając braki kontekstem emocjonalnym i wyuczonymi wzorcami. Maszyna o przepustowości 11 TB/s mogłaby przechowywać każdą piosenkę, jaką kiedykolwiek napisano, a i tak nie potrafiłaby sprawić, żebyś poczuł się znowu jak szesnastolatek we wtorkowe popołudnie.

Podważanie granic cyfrowego myślenia

Czy mierzymy niewłaściwe rzeczy?

Nowe badania wymuszają proste, ale niezręczne pytanie: skoro mózg może teoretycznie ogarniać informacje w tej szalonej skali, dlaczego cyfrowe komputery wciąż wydają się złotym standardem? Częściowo to kwestia kultury. Przez dekady używaliśmy komputerowych metafor, by wyjaśniać umysł: pamięć jako magazyn, myślenie jako przetwarzanie, świadomość jako system operacyjny. Te analogie były wygodne, ale zaczynają trzeszczeć.

Gdy widzisz, jak twój własny mózg bije najnowocześniejsze układy w ich własnej grze czystej przepustowości, te metafory zaczynają się odwracać. Może komputery to tania, uproszczona zabawka inteligencji - szybka w wybranych sztuczkach, niezdarna w reszcie. Może cyfrowe bity to tylko jeden sposób krojenia rzeczywistości, dobry do arkuszy i streamingu, ale nie do surowego, bałaganiarskiego doświadczenia życia. Liczby typu 11 TB/s nie tylko imponują; sugerują, że modelowaliśmy nie to, co trzeba.

Inżynierowie to zauważają. Dziedziny takie jak obliczenia neuromorficzne próbują porzucić sztywny, taktowany zegarem styl i budować sprzęt działający bardziej jak neurony: impulsowy, przez większość czasu bezczynny, energooszczędny, a jednocześnie zdolny do ogromnych zrywów możliwości. Marzeniem nie jest idealne skopiowanie mózgu, tylko podkradnięcie jego sztuczek tam, gdzie tradycyjne układy uderzają w ścianę. W cichych laboratoriach hardware powoli uczy się być odrobinę bardziej jak my - i mniej jak kruche, stale włączone maszyny, do których przywykliśmy.

Zagadka energii

Jest jeszcze jeden zwrot akcji. Mózg działa na około 20 watach mocy - mniej więcej tyle, co przygaszona żarówka albo mała ładowarka do telefonu. Superkomputer „przeżuwający” porównywalne wolumeny danych pożera megawaty, wymagając całych systemów chłodzenia i osobnych budynków. Więc choć nagłówek 11 TB/s przyciąga uwagę, prawdziwa historia może dotyczyć wydajności: jak natura zbudowała potworny silnik informacji z różowawej bryły mieszczącej się w kasku rowerowym.

Cyfrowe układy pchają elektrony po sztywnych ścieżkach, stale taktują, stale są precyzyjne - i płacą za tę dyscyplinę rachunkiem energetycznym. Mózgi, w przeciwieństwie do tego, są radośnie „leniwe”. Neurony drzemią, dopóki nie muszą wystrzelić impulsem. Całe obszary cichną podczas niektórych zadań. Szum nie zawsze jest filtrowany; czasem bywa przyjmowany jako część uczenia się. To jak porównanie defilady wojskowej do szemrzącego tłumu: jedna jest zdyscyplinowana i kosztowna, druga elastyczna, tania i zaskakująco skuteczna.

Co to znaczy dla twojego poczucia „ja”

Kiedy słyszymy wielkie liczby o mózgu, potrafią brzmieć dziwnie bezosobowo, jak specyfikacja na pudełku. Ale zatrzymaj się na chwilę: w twojej czaszce żyje sieć, która co sekundę robi więcej niż niemal każda maszyna na planecie, podczas gdy ty narzekasz, że „nie jesteś zbyt bystry” albo masz „słabą pamięć”. Różnica między tym, jak potężne są nasze umysły, a tym, jak je przeżywamy na co dzień, jest uderzająca. Krytykujemy się za odpływanie na spotkaniach, a potem czytamy badania z gatunku science, mówiące, że nasze umysły to w praktyce biologiczne superkomputery.

To nie jest wykład motywacyjny - raczej zaproszenie, by spojrzeć jeszcze raz na swoje zwyczajne myśli. Ten błysk kreatywności pod prysznicem, gdy pomysł jakby spada znikąd? Pod spodem sieci po cichu przeorganizowywały się, odtwarzały, integrowały przez godziny albo dni. To natychmiastowe przeczucie, że coś jest nie tak, zanim umiesz powiedzieć dlaczego? To twoja przeszłość sensoryczna, skompresowana i uzbrojona, mieląca wzorce z prędkością.

Jedną z cichych prawd tych badań jest to, jak mało świadomej kontroli faktycznie mamy nad większością życia psychicznego. Ogromna część tego „bzyczenia” 11 TB/s w ogóle nie trafia do naszej świadomości. Percepcja, ruch, język, regulacja emocji - wszystko jest mikrozarządzane w tle przez obwody, o których istnieniu ledwo wiemy. Nie jesteś prezesem własnego mózgu; jesteś raczej narratorem, który zamienia ryczący strumień aktywności w zgrabną opowieść, mającą dla ciebie sens.

Gdzie mózgi i maszyny mogą spotkać się dalej

Co więc z naszymi lśniącymi maszynami? Nie są przestarzałe i nie są pokonane - są po prostu upokorzone. Budując systemy AI, uświadamiamy sobie, że nie da się po prostu dorzucić więcej szybkości i danych do problemu i oczekiwać, że wyłoni się z tego ludzkopodobne rozumienie. Potrzebujemy lepszej architektury, bardziej elastycznych reprezentacji, być może nawet systemów, które potrafią w sensowny sposób zapominać, spać lub śnić. Mózg jest mniej zegarem, a bardziej miastem - zawsze w budowie, zawsze w adaptacji.

W tym miejscu nowe badania stają się cicho radykalne. Traktując mózg nie jak uroczy, wadliwy procesor, lecz jak poważny, wysokoprzepustowy, niskoenergetyczny silnik obliczeń, zmieniają to, jak wygląda „postęp”. Zamiast ścigać się, by pokonać ludzi w pojedynczych zadaniach, technolodzy coraz częściej pytają: co musiałoby się wydarzyć, aby dorównać naszej efektywności, naszej odporności na uszkodzenia, naszej zdolności improwizacji z prawie niczego? Te pytania są trudniejsze niż budowa szybszego chipu, ale brzmią bliżej tego, czego naprawdę potrzebujemy.

A dla reszty z nas jest w tym wszystkim coś dziwnie pocieszającego. W dni, kiedy czujesz mgłę w głowie, rozproszenie, brak ostrości, twój mózg wciąż wykonuje pracę w skali, której trudno sobie nawet wyobrazić. Może gubi klucze, ale też utrzymuje cię w pionie, czuje, pamięta, śni, uczy się - wszystko przy budżecie energetycznym lampki biurkowej. Następnym razem, gdy laptop się zawiesi i pojawi się kręcące kółko, możesz uśmiechnąć się na myśl, że cicho, w twojej własnej głowie, już dawno jesteś gdzieś poza jego granicami - mrucząc z prędkością, dla której dopiero zaczynamy znajdować słowa.