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GN⁺: 존재의 참을 수 없는 느림: 우리는 왜 10 bits/s로 사는가?

 (arxiv.org)
6P by neo 11일전 | favorite | 댓글 1개
  • 인간의 행동과 인지 과정에서 정보 처리 속도는 초당 약 10비트로 측정됨
  • 반면 인간의 감각 시스템은 초당 약 10억 비트의 정보를 수집하는 것으로 확인됨
  • 이러한 엄청난 차이(10억 대 10)는 뇌 과학 분야에서 가장 큰 미해결 수수께끼 중 하나임

정보처리 속도의 실험적 증거

  • 타자 작성, 말하기, 읽기 등 다양한 인지 활동에서 모두 초당 약 10비트의 정보처리 속도가 일관되게 관찰됨
  • 전문 게이머나 빠른 속도의 카드 게임 선수들도 이 수준의 정보처리 속도를 넘어서지 못함
  • 시각 인식, 청각 처리, 기억력 등 다양한 인지 기능에서도 유사한 속도 제한이 확인됨

"외부 뇌"와 "내부 뇌"의 이중 구조

  • 외부 뇌: 감각기관에서 받아들인 고차원적 정보를 병렬로 처리하는 영역
  • 내부 뇌: 행동 제어에 필요한 소량의 정보만을 직렬로 처리하는 영역
  • 두 영역 간의 정보처리 방식과 속도 차이가 인간 인지의 핵심 특성을 형성함

연구의 시사점과 제안

  • 뇌-컴퓨터 인터페이스 설계 시 인간의 정보처리 속도 한계를 고려해야 함
  • 생물학적 진화 과정에서 이러한 속도 제한이 가진 적응적 이점 연구 필요
  • 인간의 인지 능력 향상을 위해서는 내부 뇌의 정보처리 메커니즘에 대한 더 깊은 이해가 필요함

향후 연구 방향

  • 내부 뇌의 직렬 처리 메커니즘에 대한 더 자세한 연구 필요
  • 외부 뇌와 내부 뇌 사이의 정보 전달 과정에 대한 이해 개선 필요
  • 인지 기능의 병렬 처리 가능성에 대한 탐구가 요구됨
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neo 11일전  [-]
Hacker News 의견

  • 뇌는 범용 컴퓨터로, 특정 작업이나 객체의 정보만 측정하는 것은 이상함. 루빅스 큐브를 볼 때, 단순히 색상의 위치만 인식하는 것이 아니라 큐브 자체를 인식함. 이는 뇌가 다양한 객체를 인식하는 능력을 보여줌.

  • 영어 텍스트를 입력할 때, 단순히 정보를 텍스트로 변환하는 것이 아니라, 그 순간에 가장 적절한 활동을 선택하는 것임. 이는 로봇에게 프로그래밍하기 어려운 정밀한 근육 제어를 포함함.

  • 질문이 잘 설계되면, 각 질문은 미스터리한 것에 대한 1비트의 정보를 드러냄. 이는 뇌가 몇 초 안에 약 1백만 개의 항목에 접근할 수 있음을 시사함. 이는 '정보'의 외재적 정의로, 내재적 처리 속도와는 관련이 적음.

  • 생물학적 하드웨어가 높은 '내재적 속도'를 가질 수 있음에도 불구하고 문제 해결을 '매우 낮은 외재적 속도'로 제공하는 이유는 사소함. 이는 부분의 속성이 전체의 속성이 아님을 보여줌.

  • 지능의 '내재적 처리'는 상상력, 조정, 계획 등 다양한 인지 기술을 배치하는 것과 관련됨. 특정 작업은 이러한 모든 기술이 작동해야 하므로 '외재적 정보 처리' 속도가 느려짐.

  • 논문은 작업을 추상적으로 정의하여 '1비트의 작업 정보'를 처리하는 데 균일한 비용을 부과함. 컴퓨터에 대해 동일하게 적용하면 작은 비트 전송률을 발견할 것임.

  • 우리는 한 번에 한 가지 생각만 할 수 있는 이유는 인식의 문제일 수 있음. 우리의 언어가 우리의 사고 패턴을 선형적이고 비동시적으로 강제하기 때문일 수 있음.

  • 10비트/초라는 속도는 실제로는 더 빠르게 타이핑할 수 있음. 의식적으로 처리하는 감각 정보의 양은 훨씬 더 높음.

  • 논문을 읽어보기를 권장함. 흥미롭고 많은 질문에 답을 제공함.

  • 인간의 두뇌는 뛰어난 운영 체제이지만 좋은 텍스트 편집기가 부족함.

  • 인간은 정상적인 말하기 동안 최대 39비트/초를 전송할 수 있음. 10비트/초로 인간의 '처리량'을 설명하는 것은 부정확함.

  • 주변 신경계는 환경에서 기가비트/초 단위로 정보를 흡수할 수 있음. 이는 인간 행동의 작은 정보 처리량과 행동의 기반이 되는 큰 정보 입력 간의 큰 차이를 정의함.

  • 뇌는 이미지 인식과 같은 작업에서 GPU보다 더 잘 수행하는 것으로 보임. 이는 뇌가 GPU보다 초당 더 많은 작업을 수행하기 때문일 수 있음.

  • 10비트/초가 느리다는 가정은 실리콘 기판에 구현된 일반 컴퓨팅 시스템과 비교할 때 느린 것임. 그러나 이 가정은 뇌의 처리량과 존재의 인식에 선형적으로 번역되지 않음.

  • '비트'는 디지털 정보 아티팩트를 처리하거나 생성할 때만 인간 처리의 적절한 측정이 될 것임. 우리의 신체 시스템은 생화학적 웨어로, 불리언 기초로 설명될 수 없음. 이는 성별에 대한 고전적 개념에 대한 사회의 집착의 주요 문제 중 하나임.

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