Los investigadores de Caltech han estimado que la velocidad del pensamiento humano es de apenas 10 bits por segundo, una velocidad de datos tan pausada que subraya la necesidad de realizar más investigaciones sobre la función cerebral y cuestiona las afirmaciones sobre las interfaces cerebro-computadora y la inteligencia artificial.
En un papel (PDF) titulado «La insoportable lentitud del ser: ¿Por qué vivimos a 10 bits/s?», publicado en la revista Neurona El martes, Jieyu Zheng, investigador graduado de Caltech, y Markus Meister, profesor de ciencias biológicas, exploran el enigma cognitivo del cerebro humano.
¿Por qué, preguntan, el cerebro interno procesa el pensamiento a unos 10 bits por segundo mientras que el cerebro externo, que maneja la información sensorial, opera 100 millones de veces más rápido, a unos 10 bits por segundo?^9 bits por segundo.
Los autores reflexionan: «El marcado contraste entre estos números sigue sin explicación y toca aspectos fundamentales de la función cerebral: ¿Qué sustrato neuronal establece este límite de velocidad en el ritmo de nuestra existencia? ¿Por qué el cerebro necesita miles de millones de neuronas para procesar 10 bits/s? ¿Por qué sólo podemos pensar en una cosa a la vez?»
Zheng y Meister llegaron a la estimación de 10 bits/s para la velocidad del pensamiento analizando estudios previos realizados durante el último siglo sobre el rendimiento del comportamiento humano para diversos comportamientos y actividades. Estos incluyen: memorización de dígitos binarios (4,9 bits/s); voz en 17 idiomas diferentes (39 bits/s); comprensión auditiva en inglés (13 bits/s); reconocimiento de objetos (30-50 bits/s); StarCraft (10 bits/s); mecanografía (10 bits/s).
Esto es consistente con trabajos anteriores que sugieren que los humanos comunicarse a una velocidad de aproximadamente 40 bits/s.
Esto también tiene implicaciones cuando se trata de estimar la capacidad de almacenamiento del cerebro humano, que según los investigadores podría caber en una memoria USB de 5 GB, si una persona absorbiera datos a una velocidad de 10 bits/s, 24 horas al día, durante 100 años.
Los autores de Caltech observan que a la gente le gusta pensar que su vida interior es demasiado compleja para expresarla en voz en tiempo real, como lo permite una tubería cerebral que funciona a 10 bits/s. Pero eso es sólo una ilusión, dicen.
«Porque podríamos participar en cualquiera de los 2^10 posibles acciones o pensamientos en el segundo siguiente, parece como si pudiéramos ejecutarlos todos al mismo tiempo», afirman en el artículo. «En la práctica, sin embargo, suceden secuencialmente».
Pero esta ilusión sobre el rendimiento mental humano tiene consecuencias, argumentan, porque los tecnólogos así lo creen.
Por ejemplo, el cofundador de Neuralink, Elon Musk, describió así su empresa de implantes cerebrales en una entrevista de 2018: «El propósito del neuroenlace es crear una interfaz de gran ancho de banda con el cerebro de modo que podamos ser simbióticos con la IA, porque tenemos un problema de ancho de banda. Simplemente no puedes comunicarte a través de los dedos. Es demasiado lento».
Zheng y Meister no creen que sea necesaria una interfaz de gran ancho de banda para comunicarse con el cerebro.
«Basándonos en la investigación revisada aquí sobre la tasa de cognición humana, predecimos que el cerebro de Musk se comunicará con la computadora a aproximadamente 10 bits/s», escriben. «En lugar del conjunto de electrodos Neuralink, Musk podría utilizar simplemente un teléfono, cuya velocidad de datos ha sido diseñada para adaptarse al lenguaje humano, que a su vez se adapta a la velocidad de percepción y cognición».
Neuralink no respondió a una solicitud de comentarios.
Meister en el correo electrónico dijo El Registro que cree que la comunidad tecnológica debería revisar sus requisitos de comunicación cerebral directa a la luz de la velocidad del pensamiento.
«(Musk) dice en esa entrevista que quiere que esta interfaz esté disponible para todos, el hombre de la calle», dijo Meister. «Es casi seguro que eso no va a funcionar. Argumentamos que hay mucha evidencia para decir que, pase lo que pase, no se puede pensar más rápido que 10 bits por segundo. Así que sí, una reevaluación masiva sería útil aquí».
El MIT Technology Review del año pasado reportado que la velocidad del pensamiento establece un límite en el ancho de banda de los implantes cerebrales, al tiempo que se reconoce que existen aplicaciones potenciales en las que podría aplicarse un mayor rendimiento, particularmente para restaurar funciones corporales, a través de técnicas como la monitorización de las neuronas motoras.
Sin embargo, Zheng y Meister expresan escepticismo sobre la necesidad de interfaces cerebro-computadora (BCI) de gran ancho de banda para pacientes con problemas de sentidos o control motor.
Señalan los esfuerzos para restaurar la visión utilizando conjuntos de electrodos implantados en el ojo para estimular las células ganglionares con señales de una cámara de vídeo, que requerían velocidades de datos del orden de gigabits por segundo.
«Aunque impulsado por buenas intenciones, este enfoque ha sido totalmente infructuoso: después de décadas de esfuerzos, todos los pacientes implantados permanecer legalmente ciego«, señalan. «Las principales empresas detrás de este enfoque ahora han cerrado y sus pacientes se quedan llevando hardware abandonado en sus globos oculares«.
Un enfoque más práctico (y uno implementado con éxito en 2018), dicen, implica hacer que una computadora traduzca la escena visual a voz en tiempo real y luego la describa con palabras, a una velocidad de datos cognitivamente comprensible.
«El principio importante tanto para las BCI sensoriales como para las motoras es que realmente es necesario transmitir sólo unos pocos bits por segundo hacia y desde el cerebro, y estos generalmente pueden transportarse mediante interfaces que no requieren perforar agujeros en la cabeza del usuario». argumentan los autores.
Si bien aún se desconoce mucho sobre cómo funciona realmente el cerebro humano, los autores sugieren que existe una enorme oportunidad para que nuevos descubrimientos avancen en el conocimiento humano.
«La clave es observar el cerebro humano en condiciones de comportamiento complejo donde, por ejemplo, la tarea específica que uno realiza cambia varias veces por segundo», dijo Meister. «Actualmente estamos iniciando experimentos de este tipo con sujetos humanos en condiciones realistas, como conducir un automóvil en simulación y registros de electrodos de neuronas en diferentes áreas del cerebro. Pero aquí hay espacio para mucha más inventiva y creatividad en el diseño de nuevos experimentos». ®
