人们往往感觉他们的内心想法和感受比他们在实时表达能力上要丰富得多。埃隆·马斯克曾公开谈论过这个“带宽问题”，正如他向播客主持人乔·罗根描述的那样。事实上，马斯克对此非常困扰，以至于他已将其作为他的长期目标之一，即创建一个界面，使人脑能够直接与计算机通信，而不受说话或写作的缓慢速度的阻碍。
如果马斯克成功了，他可能会感到失望。根据Neuron杂志上发表的新研究，人类以大约每秒 10 比特的固定、极其缓慢的速度思考——他们以这种速度记忆、做决定和想象事物。相比之下，人类感觉系统以大约每秒 10 亿比特的速度收集数据。这篇新论文强调的这种生物学悖论，可能导致了一种错误的感受，即我们的思维可以同时进行看似无限的想法——研究作者将这种现象称为“马斯克幻觉”。
“人脑远没有我们想象的那么令人印象深刻，”研究合著者、加州理工学院的神经科学家马库斯·梅斯特说。“在做决定时，它慢得令人难以置信，而且比我们与之交互的任何设备都慢得离谱。”
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梅斯特和合著者，加州理工学院神经生物学博士候选人郑杰宇也在他们的论文中强调，我们的大脑一次只能做一件事情——而且很慢。因此，梅斯特说，即使马斯克设法将他的大脑连接到计算机，他与计算机通信的速度仍然不会比他使用电话更快。
这项新研究建立在数十年的心理学研究基础上，这些研究表明，人类有选择地感知来自他们感官体验的一小部分信息。“我们只能关注这么多，而这会成为我们的有意识体验并进入记忆，”梅斯特说。他继续说，过去的研究中缺少的是“任何数字感”。他和郑着手撰写新的综述论文，试图填补这一数量上的空白。
梅斯特和郑整理了来自不同领域的研究数据，包括心理学、神经科学、技术和人类表现。他们使用了这些不同的数据——从单个神经元的处理速度到记忆冠军的认知能力——进行了许多自己的计算，以便他们可以在研究之间进行比较。
从跨越近一个世纪的研究中，他们发现人类认知反复被测量为在每秒约 5 到 20 比特之间运作，粗略估计约为每秒 10 比特。“这是一个非常令人惊讶的数字，”郑说。她补充说，基于这一发现，她和梅斯特还计算出，一个人一生可以学习到的信息总量可以轻松地存储在一个小型 U 盘中。
作者发现，另一方面，人类的视觉、嗅觉和听觉等感觉系统运行速度要快得多，大约是认知速度的 1 亿倍。“当你把这些数字放在一起时，你会意识到，哦，我的天哪，这里存在巨大的差距，”梅斯特说。“从这个悖论中，科学可以获得有趣的新机会，以不同的方式组织研究。”
我们的感官传递的丰富信息也助长了一种错误的观念，即我们登记了周围所有事物的极端细节和对比。但梅斯特说，这“显然不是真的”。他说，当人们被要求描述他们在凝视中心之外看到的东西时，他们“几乎辨认不出任何东西”。他继续说，因为我们的眼睛有能力聚焦在我们周围的任何细节上，“我们的头脑给了我们一种错觉，认为这些东西一直同时存在”，即使实际上我们必须专注于特定的视觉细节才能登记它们。心理能力也存在类似的现象。“原则上，我们可以有很多不同的想法，并以很多不同的方式引导我们的认知，但实际上，我们一次只能有一个想法，”梅斯特说。
他补充说，导致我们对自己的思维产生过度膨胀感的另一个问题是，我们没有比较的标记。“我们无法置身事外来认识到这真的没什么可夸耀的，”他说。
作者写道，这些发现引发了许多领域的问题，从进化和技术到跨物种比较。不过，梅斯特和郑最感兴趣的问题之一是，为什么被认为是人格和行为控制中心的额叶前额皮质，容纳了数十亿个神经元，但其固定的决策能力却只能以每秒 10 比特的速度处理信息。作者怀疑，答案可能与大脑需要频繁切换任务以及整合不同回路的信息有关。但是，将需要更复杂的行为研究来检验这一假设。
梅斯特说，另一个重要的未解答问题是，为什么人脑一次只能做一件事。“如果我们能同时进行 1000 个想法，每个想法的速度为每秒 10 比特，那么差异就不会像现在这么大，”他说。为什么人类无法做到这一点“是一个几乎一无所知的深刻谜团”。
纽约州冷泉港实验室的神经科学家托尼·扎多尔没有参与这项工作，但在论文的致谢部分被提及，他说这篇“精彩且发人深省”的论文提出了似乎是新近认识到的关于大脑上限的基本真理，“大致相当于随意打字或对话的速度”。
扎多尔说，“看来大自然在我们的有意识思维中设置了速度限制，任何程度的神经工程都可能无法绕过它。”“为什么？我们真的不知道，但这很可能是我们进化历史的结果。”
宾夕法尼亚大学的神经科学家妮可·拉斯特也没有参与这项研究，她说这项新研究可能会重塑神经科学家处理他们某些工作的方式。
“为什么我们的周围神经系统可以并行处理数千个项目，而我们一次只能做一件事？”她说。“任何试图解释我们能做的所有令人着迷的事情（如计划和解决问题）的大脑理论，都必须解释这个悖论。”