Nakon što su temeljito proučili postojeću znanstvenu literaturu o svakodnevnim ljudskim aktivnostima poput čitanja, pisanja, igranja videoigara i slaganja Rubikove kocke, biolozi s kalifornijskog Instituta za tehnologiju (Caltech) su prije desetak dana objavili rezultate te studije u znanstvenom časopisu Neuron. Informacija o tome se prije par dana već pojavila na Bug.hr, štoviše je pokrenula i prilično živahnu raspravu na Bugovom forumu.

Poanta studije sadržana je u tvrdnji da sustavi osjetila našeg tijela – vid, sluh, njuh, okus, dodir, prostorna percepcija, vibracije, osjet boli, topline i hladnoće – prikupljaju podatke iz okoline brzinom od oko milijardu bita u sekundi i simultano ih šalju ih prema centralnoj jedinici za obradu informacija: prema mozgu. Ali, istraživanje je pokazalo kako se obrada tih podataka odvija nevjerojatno sporo: od milijarde bita koje su mu ponuđene, naš mozak stigne obraditi samo 10 bita u sekundi, količinu koju autori istraživanja opisuju kao „izuzetno nisku“ (za usporedbu, tipična Wi-Fi veza obrađuje 50 milijuna bita u sekundi, što ljudski mozak stavlja u kategoriju „informatičkih puževa“).

Kako izmjeriti brzinu misli?

Metodologiji navedene studije može se puno toga prigovoriti, a još više se može zakolutati očima na spomen tragikomično niske brojke od 10 bit/s kao mjere za brzinu obrade podataka u ljudskom mozgu. No, prije ulaska u raspravu u tome je li deset bita premalo ili dovoljno (božemprosti, kao da govorimo o deset centimetara, jel'te…) pogledajmo prvo kako su autori studije došli do tog rezultata.

Protok i obrada informacija u mozgu ne funkcioniraju na računalnim, binarnim temeljima, pa se pri pokušaju mjerenja brzine obrade informacija u mozgu ne mogu izravno primijeniti bitovi, nizovi „jedinica i nula“ kojima barataju računala. Stoga je prvo bilo potrebno 1 bit iz računalnog okružja aproksimirati u termine svakodnevnih ljudskih mentalnih aktivnosti, čija „brzina razmišljanja“ varira ovisno o načinu obrade informacija: na primjer, kod čitanja i pisanja istraživači su 1 bit kvantificirali kao jedno slovo teksta, a za slušanje govora su kao 1 bit uzeli zvuk glasa koji definira jedno slovo u izgovorenoj riječi; kod govora se do 160 riječi u minuti smatra preporučenom brzinom, jer preko toga postaje nerazumljiv. Kod pisanja su krenuli od primjera profesionalnih daktilografa koji tipkaju brzinom od 120 riječi u minuti, što s prosjekom od pet znakova po riječi iznosi 10 pritisaka tipki (bita) u sekundi.

Na sličan način su izračunate brzine za neke ekstremne primjere obrade informacija u ljudskom mozgu: rješavanje Rubikove kocke pri svjetskim rekordima (za što su izračunali da je potreban protok informacija od 11,8 bit/s), pamćenje nizova brojeva (4,9 bit/s), profesionalno igranje Tetrisa (7 bit/s) i brzo vizualno pamćenje (proučavanje nasumično izmiješanog špila karata i prisjećanje redoslijeda; 17,7 bit/s).

Primjenom tih podataka na populacijski prosjek, istraživački je tim zaključio kako vrijednost od oko 10 bita u sekundi predstavlja „razumnu procjenu brzine razmišljanja prosječne osobe“.

S tim njihovim zaključkom se možemo ili ne moramo složiti (uostalom, sve dok netko drugi ne podastre rezultate svojih pokusa, mjerenja i aproksimacija iz kojih je izračunat neki drukčiji broj koji opisuje brzinu ljudskih misli, ovih 10 bit/s za sada ostaje znanstveno utvrđena činjenica), no njihovo istraživanje ipak ukazuje na jednu neospornu i važnu činjenicu: ljudski mozak u jedinici vremena suvislo obrađuje enormno malen postotak informacija kojih mu serviraju tjelesni senzorni sustavi.

Profesor Markus Meister, koautor istraživanja kaže: „U svakoj sekundi, iz milijardi bita informacija koje naša osjetila prikupe s ciljem da ih koristimo za percepciju svijeta oko nas i za donošenje odluka, mi izvlačimo samo desetak bita. I iz tih desetak bita mi stvaramo mentalnu sliku o okolišu u kojem se nalazimo. Ta fascinantna redukcija primljenih informacija nas potiče da se uopće više ne pitamo kako mozak uspijeva primiti sve vanjske informacije, nego se počinjemo pitati što sve naš mozak mora uraditi da bi uspješno filtrirao 99,999% informacija kako bi iskoristio samo one koje smatra ključnim?“

Gdje je lopta?

Slikoviti primjer te činjenice je i poznati eksperiment kojega ste vjerojatno već ranije vidjeli: sudionici pokusa u bijelim majicama se kreću nepravilnim putanjama i neprestano izmjenjuju mjesta dok jedni drugima dobacuju loptu, a vaš je zadatak prebrojati koliko puta tijekom snimke je lopta dodana (koncentrirajte se, jer se kreću brzo i miješaju s drugim igračima u majicama drukčije boje). 

Dok brojimo koliko puta igrači dodaju loptu, ne opažamo druge pojave koje se zbivaju u kadru. Taj slavni „invisible gorilla“ eksperiment je ilustrativan primjer kako je naš mozak, kada je fokusiran, sklon zanemariti i posve očite detalje ukoliko su irelevantni za rješavanje zadaće.

To nije samo zabavna psihološka vježba, već i slikovit indikator nesavršenosti neuroloških procesa koje koristimo kada donosimo odluke, učimo ili komuniciramo s okolinom, te nam pokazuje u kojoj mjeri vjerujemo da objektivno doživljavamo stvarnost, dok zapravo opažamo samo fragmente, ostavljajući velik dio ponuđenih informacija nezapaženima.

Molim? Kažete: „Ma, gorilu sam opazio odmah!“. Vjerujemo vam, čestitamo vam i divimo vam se, ali… jeste li zaista istovremeno opazili gorilu i točno prebrojali koliko puta je lopta promijenila poziciju između igrača u bijelim majicama? „Pa petnaest puta!“ – odgovarate. Bravo, vjerujemo da ste to prebrojali sami, a ne pročitali nakon završetka snimke. No, samo još jedno pitanje: koliko puta su loptu uzajamno dodavali oni preostali igrači, osobe u crnim majicama? Koliko je muških a koliko ženskih? Slobodno vratite snimku na početak; pričekat ćemo da nam se potom trijumfalno javite kako ste i to uspjeli istovremeno prebrojati. I vjerovat ćemo vam.

Uska grla obrade

Iako čudesan u svojoj složenosti, naš mozak ima ograničenja radi kojih je velika količina dostupnih informacija skrivena od naše svjesne percepcije. Mozak ima preko 85 milijardi neurona, ali, kako kažu istraživači, ta velika brojka nam baš i ne pomaže u paralelnoj obradi misli. Umjesto toga, ograničeni smo na obradu jedne misli po jedinici vremena. Slično kao kada na zabavi možete pratiti samo jedan razgovor dok sve ostale zvukove filtrirate – sve dok netko ne spomene vaše ime, pa „prebacite pažnju“ da taj drugi razgovor.

Ta pojava se u psihologiji naziva „cocktail party efekt“ i ilustrativni je primjer dvaju karakteristika našeg mozga: jedna je nemogućnost paralelne obrade istovremenih informacija, a druga je pojava da naš mozak automatski i neprekidno pazi na važne signale, čak i kad ih uopće ne registriramo svjesno.

Zamislite to kao rad računalnog procesora starijeg od desetak godina koji se muči s otvaranjem nekoliko istovremenih kartica u pregledniku. Ponekad se čini da se naš mozak ponaša na isti način – s „uskim grlom pažnje“ (tzv. attentional bottleneck) koje blokira protok informacija, prisiljavajući nas da pažljivo biramo gdje ćemo usmjeriti naš fokus, što ljude čini „sporim misliocima“, prilično nesposobnima za paralelno obrađivanje više informacija.

Paradoks je što, unatoč ogromnom kapacitetu prikupljanja informacija, većina podataka niti ne prolazi kroz navedeno usko grlo pažnje, već ih mozak ignorira i odbaci još prije nego što uopće postanu „kandidati za obradu“. Ponekad nas to štiti od information overloada, pretrpavanja podacima: primjerice, ako slušamo glazbu dok učimo, instrumentalna glazba će nas ometati manje od pjesama s tekstom, ali će i dalje smanjuje kapacitet obrade podataka koje pokušavamo usvojiti. A naš mozak voli prečice i uvijek traži načine kako pojednostaviti obradu.

Jedan od najbizarnijih primjera ovog ograničenja je tzv. „doorway effect“: sigurno ste iskusili onaj osjećaj kada ste ušli u sobu i shvatili kako ste zaboravili zašto ste u nju došli. To se događa jer se naša radna memorija „resetira“ ulaskom u sobu i prolaskom kroz vrata; kao da mozak, suočen s dotokom novih informacija (u ovom slučaju, s promjenom prostora u kojem se nalazi) briše prethodne privremene datoteke i priprema se za novu scenu.

Ako ostanemo pri usporedbi sa starim modelima računalnih procesora, ovaj fenomen se može usporediti i s automatskim zatvaranjem (ili „zamrzavanjem“) kartica u web-pregledniku kada otvorimo previše prozora: nešto se mora žrtvovati da bi sustav mogao nastaviti raditi. Na isti način, mozak odabire eliminirati „nebitne“ informacije kako bi oslobodio prostor za nove podatke.

Multitasking: mit ili stvarnost?

Iako volimo misliti da možemo istovremeno pisati e-mail, razgovarati na telefon i gledati vijesti na TV-u, znanost kaže drugačije. Multitasking, višezadaćnost ljudskog mozga je - mit. Mozak ne izvršava nekoliko vremenski  paralelnih radnji (informacijskih threadova), nego se u stvarnosti skokovito prebacuje između zadataka, obavljajući ih jedan po jedan, što dovodi do usporavanja učinkovitog rada i povećanja vjerojatnosti nastanka grešaka.

Psihologijska i neurofunkcionalna istraživanja su odavno pokazala da se performanse značajno pogoršavaju kada pokušavamo raditi više stvari istovremeno. To je razlog zašto piloti i kirurzi treniraju u simulacijama s naglaskom na izbjegavanje multitaskinga: u takvim zanimanjima, bez pune pozornosti posvećene zadatku već jedan mali propust može imati katastrofalne posljedice. Pokušaj višezadaćnosti u uvjetima kada je potreban visok stupanj koncentracije na jedan zadatak neminovno dovodi do onoga što se u psihologiji i neurologiji naziva „inattentional blindness“, sljepoća zbog nepažnje.

Ako mislite da ste iznimka i da vaš mozak može obraditi više zadataka odjednom, možda biste trebali razmisliti ponovno. Jeste li ikada pokušali pozorno čitati (recimo, ponavljati gradivo pred ispit) u vrlo bučnom kafiću s glasnom glazbom? Možda ste uz dosta truda zaista i uspjeli shvatiti i upamtiti pročitano, ali zauzvrat posve sigurno je da niste opazili o čemu pričaju ljudi za tri susjedna stola (premda su bili dovoljno glasni), niti ste upamtili koje pjesme su se vrtile na razglasu.

Mozak se voli koncentrirati i raditi „po prečici“, ali ako je prisiljen na dodatnu obradu, počinje usporavati i neučinkovitije funkcionirati. Taj psihološki fenomen koji pokazuje kako automatska obrada informacija može ometati izvršavanje zadataka koji zahtijevaju svjesnu kontrolu naziva se „Stroopov efekt“ i lako ćete na internetu pronaći njegove zabavne primjere poput ovog isječka iz jedne od epizoda serijala „Myth Busters“: potrebno je naglas izgovoriti kojom bojom je ispisana riječ koja opisuje posve drukčiju boju (ako je riječ "PLAVA" ispisana žutom bojom, treba izgovoriti "ŽUTA", i tako dalje). 

Zašto se to događa? Čitanje je visoko automatizirana radnja koja se odvija brže od prepoznavanja boja. Kada su čitanje i imenovanje boje u sukobu, dolazi do kognitivnog konflikta koji mozak mora razriješiti, što usporava reakciju i povećava šanse za pogrešku.

Stvarne posljedice ograničenja obrade

Ova kognitivna ograničenja nisu samo akademska zanimljivost – ona imaju konkretne posljedice u svakodnevnom životu. Sporost i nesposobnost za izvršavanje višezadaćnosti nije interesantna samo znanstvenicima, već i mađioničarima i džeparima. Mozak voli prečace i predvidljivost, a mađioničari i džepari koriste te sklonosti kako bi manipulirali percepcijom i pažnjom: publika i žrtve ne vide ono što je pred njima jer mozak opaža ono što očekuje, a ne nužno ono što se stvarno događa.

Trikovi poput nestanka novčića ili promjene mjesta loptica ispod čaša koriste se upravo kognitivnim ograničenjima: publika gleda tamo gdje je mađioničar usmjerio njihov pogled, dok se pravi trik odvija izvan fokusa opažanja. Slično tome, džepari koriste slične tehnike distrakcije kako bi iskoristili naše kognitivne slabosti: dok vam nude novine ili „slučajno“ nalijeću na vas u gustom gradskom prijevozu, druga ruka im već radi svoj posao, što kognitivni psiholozi nazivaju „attentional misdirection“, skretanje pozornosti.

Za kritično odvlačenje pozornosti u prometu, tijekom vožnje, dovoljan je rush hour, prometni kolaps pri odlasku ili povratku s posla u uvjetima preusmjeravanja prometa u ulicama koje se kao u pravilu neprestano rekonstruiraju, što zahtijeva i istovremeno čitanje nove prometne signalizacije umjesto fokusiranja na inače poznatu cestu i na praćenje drugih, jednako dekoncentriranih sudionika u prometu. Još ako spomenemo vozače koji koriste mobitele tijekom vožnje… premda vjeruju da prate cestu, znakove i druga vozila, mozak im je zapravo usmjeren na tekst poruke, ostavljajući okolinu u pozadini. Rezultat? Viša stopa nesreća i smanjena sigurnost na cestama.

Isto tako, u poslovnim okruženjima, zaposlenici često misle da su produktivniji ako skaču s jednog zadatka na drugi (tzv. pseudo-multitasking). Međutim, istraživanja pokazuju da kontinuirano prebacivanje između projekata vodi do povećanja količine pogrešaka i do većeg mentalnog zamora.

Podsvjesni okidači pozornosti

S druge strane, naš mozak posjeduje evolucijski mehanizam koji nam pomaže da reagiramo na potencijalne prijetnje ili nama važne zvukove, poput alarma na budilici, plača novorođenčeta ili zvuka vlastitog imena. Mozak ima sposobnost kontinuiranog praćenja vanjskih signala čak i kada ih nismo svjesni, pa čak i u dubokom snu.

Premda mozak u snu prolazi kroz različite faze u kojima je razina svijesti znatno snižena, određeni dijelovi mozga, posebno auditivni korteks, amigdala i limbički sustav, ostaju aktivni i obrađuju vanjske zvukove. Zanimljivo je da mozak pritom filtrira nebitno (poput prometne buke), ali reagira na specifične, značajne podražaje, što je nalik „cocktail party efektu“ primijenjenom na stanje spavanja.

Dakle, ako ste duboko zaspali i pored toga što kroz prozor dopire zvuk gustog prometa i vriska djece na igralištu, čim mobitel zavibrira i prije nego što uključi melodiju za buđenje na koju ste podesili alarm (ili netko izgovori vaše ime s druge strane sobe), mozak može reagirati na taj njemu poznat signal i probuditi vas, dok istovremeno neće reagira na druge, možda i glasnije, ali njemu manje važne zvukove.

Zato neki ljudi mogu prespavati „topovske plotune“, ali će se probuditi na znatno tiši zvuk koji njihov mozak prepoznaje kao relevantan ili hitan.

Kako to rade drugi?

Živčane stanice u mozgu su moćni prenositelji informacija: kroz njih u svakoj sekundi prolaze milijuni bitova informacija. Međutim, ova otkrića sugeriraju da visoke brzine prijenosa ne pomažu u njihovoj obradi, koja se događa na znatno nižim brzinama, što ljude čini „sporim misliocima“ koji su povrh toga i nesposobni paralelno obrađivati više misli.

S druge strane, postoje životinjske vrste koje u određenim aspektima nadmašuju ljude kada je riječ o brzini obrade informacija i multitaskingu. Premda se ljudski mozak ističe po sposobnosti apstraktnog razmišljanja i kreativnosti, neke su životinje razvile izvanredne kognitivne sposobnosti prilagođene njihovim ekološkim nišama:
- ptice grabljivice obrađuju vizualne informacije mnogo brže od ljudi. Sokol, primjerice, ima iznimno oštar i brz vid koji mu omogućuje prepoznavanje i praćenje plijena pri velikim brzinama (i preko 300 km/h). Njihov mozak obrađuje slike brže, što znači da doslovno vide svijet u „slow motionu“ u usporedbi s ljudima. Sposobne su za istovremenu navigaciju, lov i praćenje više vizualnih podražaja odjednom;

- dupini mogu istovremeno koristiti jednu hemisferu mozga za spavanje dok druga ostaje budna kako bi pratila okoliš i disala. Ovo im omogućuje obradu više informacija istovremeno, čak i u stanju polusna. Osim toga koriste eholokaciju za navigaciju i lov dok istovremeno složeno komuniciraju s ostalim članovima skupine;

- hobotnice u svojim krakovima imaju raspoređene uzajamno neovisne neuronske sklopove, što znači da svaki krak može autonomno izvršavati različite radnje, dok središnji mozak služi za koordinaciju općih ciljeva. Hobotnica tako može istovremeno jednim krakom opipavati okolinu, drugim otvarati školjku, trećim krakom podizati kamen, s preostalim krakovima se kretati po morskom dnu složenog reljefa, te povrh svega istovremeno mijenjati boju tijela kako bi se kamuflirala shodno koloritu okoliša.

Povoljna ekološka niša za kvalitetno razmišljanje

A zašto mi, samoprozvani intelektualni vladati svijeta, tako sporo razmišljamo i nismo dobri u višezadaćnosti? Znanstvenici nagađaju da se ovo ograničenje brzine pojavilo već kod prvih živih bića sa živčanim sustavom. Te su životinje svoje neurone i ganglije vjerojatno koristile za jednostavne, primitivne, ali životno važne zadatke: navigaciju prema hrani i bijeg od grabežljivaca. Daljnja evolucija živčanih sustava u okruženjima gdje je preživljavanje ovisilo o brzom procesiranju vizualnih, zvučnih ili fizičkih podražaja dovelo je do razvoja specifičnih adaptacija koje nekim životinjskim vrstama omogućuju višezadaćnost i brže donošenje odluka u određenim kontekstima.

Naši su preci međutim krenuli u drukčijem evolucijskom smjeru, pri čemu su „odabrali“ ekološku nišu u kojoj je svijet dovoljno spor da omogućuje preživljavanje i bez potrebe za brzim reakcijama. Naučili smo se skloniti od opasnosti i stvoriti si dovoljno sigurno okružje u kojem je ljudski mozak bio manje opterećen potrebom za razvijanjem mentalnih mehanizama za brze primitivne odgovore, pa se počeo razvijati u smjeru favoriziranja sekvencijalne obrade informacija, fokusiranjem na jedan po jedan zadatak. Doslovce smo evolucijski odabrali veću kvalitetu mentalnih aktivnosti umjesto veće brzine.

„Zapravo, nama je čak i tih desetak bita u sekundi u većini slučajeva previše, jer su nam potrebni samo u najgorim, najzahtjevnijim situacijama, dok se tijekom većine vremena naše okruženje mijenja znatno sporijim tempom“, dodaju znanstvenici.

Dok se istraživanja paradoksa brzine ljudskog mišljenja nastavljaju, jedno je sigurno – naš mozak jest fascinantan, ali i ograničen. Možda nismo brži od strojeva, ali nas kreativnost i sadržaj naših razmišljanja čini jedinstvenima. A ako ni sljedeći put dok brojite lopte ne primijetite gorilu, sjetite se da je to stoga što vas je evolucija dovela u sigurniju zonu življenja u kojoj vam je dopušteno mozak pustiti na pašu brzinom ispod par bita u sekundi.

. . .

^{Igor „Doc“ Berecki je pedijatar-intenzivist na Odjelu intenzivnog liječenja djece Klinike za pedijatriju KBC Osijek. Pobornik teorijske i praktične primjene medicine i znanosti temeljene na dokazima, opušta se upitno ne-stresnim aktivnostima: od pisanja znanstveno-popularnih tekstova i objavljivanja ilustracija u tiskanom izdanju časopisâ BUG, crtkanja računalnih grafika i primijenjenog dizajna, zbrinjavanja pasa i mačaka, fejsbučkog blogiranja o životnim neistinama i medicinskim istinama, sve do kuhanja upitno probavljivih craft-piva i sasvim probavljivih jela, te neprobavljivog sviranja bluesa.}