Nuova misura della velocità di elaborazione del cervello umano

Per più di un secolo, gli psicologi hanno usato il tempo di reazione come una finestra sul cervello. L'idea è che l'elaborazione delle informazioni richieda tempo, quindi la quantità media di tempo impiegata per iniziare o completare un'attività riflette la durata dei processi cognitivi coinvolti in essa.

Ad esempio, un tipico esperimento sui tempi di reazione potrebbe chiedere a un soggetto di classificare una sequenza di lettere come una parola o una non parola, premendo un pulsante. Questo tipo di esperimento è chiamato compito decisionale lessicale visivo.

Questo approccio incentrato sull'informazione è chiaramente maturo per un trattamento teorico dell'informazione. E infatti, non appena Claude Shannon ha pubblicato la sua teoria dell'informazione negli anni '40, gli psicologi hanno iniziato ad applicarla allo scambio di informazioni tra l'ambiente e il cervello che avviene durante gli esperimenti sui tempi di reazione.

Il loro approccio alla fine portò alla legge di Hick, una delle poche leggi della psicologia sperimentale. Afferma che il tempo necessario per fare una scelta è linearmente correlato all'entropia delle possibili alternative. I risultati di vari esperimenti sui tempi di reazione sembrano dimostrare che è così. Sebbene un sottoprodotto di questo approccio sia che i risultati sono intimamente legati al tipo di esperimento utilizzato per misurare il tempo di reazione. E questo rende ogni studio particolarmente vulnerabile alle idiosincrasie dell'approccio sperimentale.

Oggi, Fermin Moscoso del Prado Martín dell'Université de Provence in Francia propone un nuovo modo di studiare i tempi di reazione analizzando l'entropia della loro distribuzione, piuttosto alla maniera della termodinamica.

L'entropia è una stima della quantità di informazioni necessarie per specificare lo stato del sistema.

Moscoso del Prado afferma che l'entropia della distribuzione dei tempi di reazione è indipendente dal tipo di esperimento e quindi fornisce una misura migliore dei processi cognitivi coinvolti. Questo è importante, non ultimo perché fornisce un modo per confrontare più facilmente i risultati di diversi tipi di esperimento.

Moscoso del Pradon usa il suo metodo per determinare la quantità di informazioni che il cervello può elaborare durante i compiti di decisione lessicale. La risposta? Non più di circa 60 bit al secondo. Naturalmente, questa non è la capacità di elaborazione delle informazioni dell'intero cervello, ma una misura della capacità di input/output durante un compito specifico.

Moscoso del Prado prosegue analizzando i dati di vari tipi di esperimenti sui tempi di reazione, in particolare per determinare se la velocità di elaborazione delle informazioni è costante durante un particolare compito, come implicato dalla legge di Hick. Moscoso del Prado pensa di no.

Questa scoperta suggerisce un sistema adattivo in cui il carico di elaborazione viene adattato dinamicamente alle esigenze dell'attività, afferma. Ciò ha senso. Sembra folle supporre che il cervello proceda all'elaborazione dei dati alla stessa velocità, indipendentemente dalla complessità del compito da svolgere.

Ma questo ha un'implicazione importante: che la linearità della legge di Hick non si applica sempre. Quindi la legge di Hick avrà bisogno di qualche tipo di modifica per far fronte a questa non linearità.

Non è ancora chiaro come riscrivere una delle leggi fondamentali della psicologia comportamentale. Ma sicuramente coinvolgerà un modo molto diverso di guardare al cervello da quando è stato formulato.

Rif: arxiv.org/abs/0908.3170 : La termodinamica dei tempi di reazione umana

Aggiornamento del 28 agosto 09: Moscoso del Prado scrive:

Ho un piccolo commento scientifico sul tuo post. Anche se lo penso
rappresenta molto bene i miei risultati, trovo la frase di apertura:

Un nuovo modo di analizzare i tempi di reazione umani mostra che il cervello elabora
dati non più veloci di 60 bit al secondo.

un po' fuorviante. Non credo di aver mostrato nulla sui limiti superiori
della velocità di elaborazione, in linea di massima la curva che mostro in Figura 4 del
il manoscritto potrebbe estendersi ben oltre questo, ma non ho informazioni da fornire
questa estrapolazione, quindi non pretenderei (per il momento) alcun limite superiore.

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