¿Cuánta memoria se necesita para registrar un pensamiento humano?

La interfaz Mente-Máquina es bastante común a lo largo y ancho de la ciencia ficción, desde la Ciencia-fantasía hasta la Ciencia-ficción dura . La idea de conectar una mente humana a un sistema informático, especialmente la capacidad de registrar el pensamiento y la experiencia humana, me hizo pensar.

¿Cuánta información está contenida dentro de un solo pensamiento o memoria humana?

Y.

¿Cuántos bytes se necesitan para registrar incluso las ideas y conceptos más simples?

Relacionado con la pregunta anterior hay otro "¿los pensamientos/ideas tienen un tamaño cuantificable y, de ser así, cómo se llama su unidad de medida?".

¿Puedes explicar mejor las cosas? ¿Qué tipo de pensamiento estás tratando de registrar? Muchos pensamientos se manifiestan como lenguaje, por lo que no serían más que almacenar texto. Sin embargo, algunos pensamientos son visualizaciones de cosas, por lo que serían más como almacenar un video. Otras veces, las personas piensan de diferentes maneras, por lo que podrían existir otros pensamientos.
Según Twitter, ¡140 bytes!
Su segunda pregunta tiene una respuesta: se llaman "trozos". No, no estoy bromeando. Así es como los llaman. Explícitamente no tienen un tamaño fijo porque el "tamaño" de una memoria se vuelve notablemente difícil de definir en un sistema interconectado tan complejo.
Una oración a veces se define como "un grupo de palabras, ..., que expresa un pensamiento en forma de declaración ..." dictionary.cambridge.org/dictionary/english/sentence
Ver esta respuesta . Un pensamiento tendría que ser una diferencia del estado de la corteza y el hipocampo.
@JarredAllen Hay muchos tipos diferentes de información registrada y una miríada de tipos de archivos, pero todos sus datos se pueden medir en bits y bytes. Me preguntaba si había un sistema de medida equivalente para la información contenida en la mente humana y, de ser así, cuántos bytes por unidad de datos mentales.
@Trismegistus En realidad, generalmente no se acepta que todos los datos se puedan medir en bits y bytes. El cerebro es más un dispositivo analógico que digital, y es muy difícil convertir el contenido analógico en bits y bytes. Claro, podríamos sobremuestrearlo y convertirlo en un flujo digital cuyos términos de error estén por debajo del nivel mínimo de ruido de la neurona, pero ese número sería mucho más alto de lo que desearía.
@CortAmmon ¿Podría proporcionar un enlace a un artículo o publicación que discuta el término fragmentos?
El artículo de Wikipedia sobre fragmentación (psicología) es bueno para empezar. Otro artículo que encuentro útil es el de la psicología de la Gestalt . Si bien la psicología de la Gestalt es más un enfoque descriptivo que proscriptivo, han recopilado un gran volumen de contenido que muestra cuán interconectado está realmente el enfoque del cerebro con el mundo.
Definir "pensamiento".
@HenryTaylor ¿Sabes cómo llamas a alguien con pensamientos tan pequeños? Un tuit.
No tengo una respuesta, pero tal vez pueda indicarle una dirección para mirar: intente reformular su pregunta como "¿Qué tan grande es un engrama de memoria?"
@HenryTaylor no exactamente. Twitter limita cada tuit a 140 caracteres , no bytes. Hay una diferencia sutil pero importante allí.
@NathanOsman, de acuerdo. Pero complicar una broma con demasiados detalles es malo para el remate. En su forma actual, parece responder a la pregunta y ofrece el humor. Además, a muchos "Twits" (como los llama Mason Wheeler) les molestaría saber qué parte de su información privada (ubicación, por ejemplo) puede estar contenida en los encabezados de Twitter.
1,7 kb por neurona, según journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/… por lo que solo necesita saber cuántas neuronas usa específicamente y hacer los cálculos.
@montelof Si ese es el estado de la neurona , entonces eso no es almacenar el pensamiento; eso es almacenar la sección del cerebro que contiene el pensamiento.
@enkryptor cualquier información con la conciencia de la mente humana activa, sub o inconsciente.
@CortAmmon Gracias, supongo que mi próxima pregunta sería ¿cuántos bytes hay en un fragmento?
Un fragmento tiene exactamente tantos bytes como se necesita para describir el fragmento. El objetivo de medir la memoria en términos tan confusos como "trozo" y "secuencia" es que los intentos de medirla en bytes suelen fallar porque el cerebro está mal modelado en bytes. Es simplemente una unidad de medida pobre. Incluso cuando se arrojan números como "el cerebro humano puede almacenar aproximadamente 4,6 petabytes", tales afirmaciones son seguidas de manera confiable por la admisión de que tales métricas no tienen sentido para estudiar realmente lo que el cerebro puede hacer.
@ wizzwizz4 sí, pero necesita ese espacio de todos modos para guardar el estado de la neurona tal como está. Yo diría: el espacio mínimo necesario para representar los pensamientos es el mismo que se requiere para almacenar el estado de las neuronas relacionadas.
@NathanOsman Twitter limita cada tweet a 140 puntos de código Unicode de la versión NFC del texto . Para Unicode, "carácter" es un término muy ambiguo , porque Unicode intenta hacer todo al mismo tiempo.
Está buscando teoría de la información, una rama de las matemáticas bien establecida e investigada: en.wikipedia.org/wiki/Information_theory
Creo recordar haber leído en alguna parte que, en ese momento, la estimación más cercana del tamaño del cerebro humano era un número insano como varios miles de TB. Sin embargo, tendré que ver si puedo recordar (ja) dónde estaba ese artículo, para poder comprobarlo de nuevo...
No se puede agregar una respuesta debido al estado protegido; así que aquí hay un comentario. 8000 números de 32 bits, o 32 kilobytes, podrían ser suficientes. Esto parece ser suficiente para codificar el significado completo de una sola oración para proporcionar una traducción bastante precisa con los sistemas de traducción automática de última generación basados ​​en redes neuronales recurrentes (consulte, por ejemplo , arxiv.org/pdf/1409.3215.pdf ; la cualidad clave es el número de neuronas en las capas recurrentes).
Tengo una hermana; ella tiene un hermano. Si ambos pensamos en "hermano", ¿cómo podríamos discutir los tamaños de esos? El término tiene significados muy diferentes para nosotros. El comentario de @enkryptor es muy relevante (y habría sido mi primer comentario si hubiera visto esta pregunta mucho antes), al igual que la respuesta de Brad Thomas.
@montelof Solo necesita almacenar las comunicaciones entre las neuronas en el momento dado ( n*(n-1)señales digitales, excluyendo la intensidad de la señal), no el estado completo de cada neurona ( ngrandes bloques de 3 (¡o más!) Datos analógicos dimensionales). Es una obviedad (juego de palabras).

Respuestas (14)

Bueno, un concepto es una red de asociaciones, la base de esta red son sus entradas sensoriales (o cualquier interpretación que reciba su cerebro, se produce una gran cantidad de preprocesamiento en el sistema nervioso), por ejemplo, el helado se define por su temperatura, apariencia, olor. , sabor, todas las propiedades que te vienen a la mente cuando piensas en la palabra "helado".

La palabra en sí es un concepto bastante abstracto, un concepto aún más abstracto sería helado de fresa, que se basa tanto en los cimientos del helado como de las fresas. Por supuesto, el concepto de dulzura no es exclusivo ni del helado ni de las fresas, por lo que estos conceptos ya están enredados en parte antes de que se produzca la asociación que forma el concepto de helado de fresa.

Entonces, medir la capacidad de memoria de una red conceptual asociativa es increíblemente difícil porque muchas estructuras conceptuales comparten bases comunes y ni siquiera sabemos qué tan profundas son estas bases, por ejemplo, ¿cuál es la información mínima necesaria para reconocer con precisión un helado?

A juzgar por lo que he leído sobre las personas con la enfermedad de alzheimer, creo que es posible que una persona pierda gran parte de su memoria y siga siendo una conciencia sensible funcional, aunque es cierto que está lisiada, y cualquiera puede adivinar cuál es la cantidad mínima. de la memoria es.

Lamentablemente, esta es la verdadera respuesta. Lamento reventar la burbuja de OP, pero no tiene mucho sentido tratar de separar nuestros recuerdos en partes discretas como un "recuerdo" de mi madre, porque ese recuerdo está total y completamente enredado en cosas como el olor a manzana. pastel, mi fe cristiana, mi concepto de la mujer en general, etc.
@AdamWykes Holons se puede usar en lugar de bits como modelo y unidad para el almacenamiento de información en la mente humana, solo quiero saber cuántos bytes equivalen a cada uno de ellos.
Eso desafortunadamente va más allá de mi nivel de conocimiento; No estoy seguro de cómo trataría de identificar y representar discretamente la totalidad de un holón.

Redes Hopfield

Lo mejor que puedes hacer es mirar las redes de Hopfield . Son redes neuronales artificiales (ANN) autoasociativas que modelan algunos aspectos de la memoria humana. Es decir, el comportamiento de las redes de Hopfield bajo ciertas reglas de aprendizaje es similar al desempeño de cierta memoria humana (del tipo que terminaría en la corteza frontal en lugar de, digamos, el cerebelo).

Al igual que la memoria humana, las redes de Hopfield no exhiben un recuerdo "perfecto" para todos los vectores de entrada. Sin embargo, la recuperación será más fuerte cuando la entrada esté más cerca del vector de recuperación. A veces, una red de Hopfield convergerá en el "opuesto" del vector de recuperación previsto (algo que no parece sucederle a los humanos, posiblemente debido a los circuitos de filtrado adicionales que rechazan dichas recuperaciones... o tal vez, esto sucede, pero se manifiesta mismo de maneras sutiles).

El tamaño del vector almacenado en una red Hopfield es igual al número de nodos en la red. Es decir, los propios nodos representan tanto las entradas a la memoria como las salidas manifestadas. Esto puede o no ser similar a la forma en que se organizan partes del cerebro humano. Si es realmente similar, entonces podemos derivar algunos bits de datos de rendimiento.

Actuación

El número de vectores "almacenables" en una red de Hopfield parece ser de alrededor del 14%. Así que supongamos que tiene una red que almacena los nombres de personas y lugares que conoce. Para almacenar de manera confiable 1000 nombres, necesitaría alrededor de 7000 neuronas. Bastante bien, ¿eh? Ahora imagina que necesitas almacenar sus rostros. UH oh. La retina humana tiene más de 3 millonesfotorreceptores, que es de aproximadamente 1 millón de píxeles, lo que representa el color. Si intentara almacenar imágenes a máxima resolución, necesitaría una red de 3 millones de neuronas. Luego, podría almacenar alrededor de 400k imágenes distintas (suponiendo que los vectores sean lo suficientemente diferentes). Sin embargo, es muy probable que los recuerdos visuales no se almacenen en el cerebro de esta manera, debido al hecho de que el cerebro superior solo tiene acceso a la salida de la corteza visual, que realiza una enorme cantidad de preprocesamiento (borde y detección de segmentos a lo largo de múltiples ángulos, detección de movimiento, etc.).

Entonces, ¿con cuántas neuronas tenemos que trabajar? El total bruto para los humanos es de aproximadamente 86b . Pero gran parte del cerebro es un circuito de control (para operar sus funciones automáticas como el ritmo cardíaco, la digestión, etc., los músculos esqueléticos, otros órganos). Si nos limitamos a la corteza cerebral, que es donde es más probable que se almacenen los "recuerdos de orden superior", estamos viendo alrededor de 21b de neuronas, o alrededor de una cuarta parte del total.

Definiciones

En este punto, podría ser tentador trabajar al revés y decir que el cerebro humano podría almacenar alrededor de 3 mil millones de recuerdos. Pero recuerde que una red de Hopfield almacena vectores que tienen la longitud de la cantidad de nodos en la red, por lo que estas "memorias" serían ~3 GB cada una. Y sabemos por el cableado de la corteza cerebral que no es posible que sea una única red de Hopfield. Una red de Hopfield también está completamente conectada (cada nodo se conecta entre sí) y la corteza tiene muchas capas. En promedio, las neuronas humanas se conectan a unos 7000 vecinos . Por lo tanto, si el cerebro contiene alguna red de Hopfield, es probable que sea bastante pequeña.

En el caso límite en el que toda la corteza está compuesta por redes de Hopfield (no plausible), tendríamos ~3 millones de redes, cada una de las cuales puede almacenar alrededor de 1000 vectores de ~1 KB cada una. Aunque todavía son 3 mil millones de vectores en total, ahora tenemos el desafío de mapear estos vectores en las memorias . Por lo tanto, debemos preguntar: "¿Qué es una memoria?" El hecho de que los estadounidenses celebren el Día de Acción de Gracias en noviembre podría considerarse un recuerdo. Y el hecho de que suelen viajar para estar con la familia también podría considerarse un recuerdo. ¿Pero qué hay del último Día de Acción de Gracias ? ¿El olor a pavo es un recuerdo? ¿Qué tal el olor a pavo + batatas + pastel de manzana? ¿Son esos recuerdos distintos o pedazos de un mismo recuerdo? ¿El partido de fútbol es parte del recuerdo del "último Día de Acción de Gracias" o es su propio recuerdo?

El hecho de que los recuerdos sean intrínsecamente borrosos no ayuda en nada. No tienen límites nítidos y pueden ser jerárquicos. ¿Puedes recordar qué parte del pájaro te comiste? ¿Carne clara u oscura? ¿Qué miembros de la familia estaban presentes? ¿Lo que ellos dicen? ¿Cuántas de estas preguntas se responden porque almacenó hechos discretos en lugar de recordar una imagen y consultarla?

Por estas razones, la cuestión misma de la densidad de almacenamiento de la memoria está mal planteada. Pero si estamos de acuerdo en que existe alguna unidad de recuerdo más pequeña para el cerebro humano, entonces casi con seguridad correspondería a un vector en una red similar a la de Hopfield. Y como puede ver arriba, el límite superior para esas unidades es de aproximadamente 3 mil millones, para el cerebro humano promedio. Puede ser que las imágenes requieran muchos de estos vectores para almacenar, y que siempre se almacenen con muchos vectores, lo que hace que el número total de "recuerdos" distintos sea mucho más pequeño. Y algunas personas pueden objetar que los humanos "solo" pueden almacenar 3 mil millones de elementos distintos en su cabeza. Así que permítanme abordar eso brevemente.

Conocimiento Implícito

¿Juegas al tenis? ¿Qué tal el ping pong? ¿Puedes convertir a un novato en un buen jugador usando solo palabras? No. Como mínimo, el novato debe realmente "hacer los movimientos". La programación no ocurre en los oídos. Ocurre en el cerebelo. Y aunque algunas personas pensarán en la programación cinestésica corporal como un cableado funcional de los circuitos de control del motor, definitivamente hay una capacidad de memoria involucrada. Alguien que ha aprendido a jugar tenis tendrá una ventaja para aprender ping pong, y viceversa. Esto se debe en parte a que los circuitos de control estarán conectados para realizar movimientos similares, pero también a que los jugadores tendrán memorias de trayectorias y respuestas específicas que se activan en circunstancias particulares.

Cuando los nuevos jugadores juegan uno contra el otro por primera vez, a menudo tendrán un peor desempeño que contra una persona familiar del mismo nivel de habilidad. Esto se debe a que, en última instancia, la habilidad es una cobertura ad-hoc del espacio estatal del juego. Si el otro jugador hace girar la pelota o ataca de una manera que no se ha visto antes, sus circuitos de control no tendrán una respuesta preestablecida, incluso si fuera físicamente capaz de hacerlo. El cerebro consciente es demasiado lento para actuar con decisión en los deportes competitivos. Incluso si sabescognitivamente la respuesta adecuada, si el cerebelo no ha ejecutado el programa que cubre esa parte del espacio de estado (incluyendo su posición relativa, equilibrio, impulso, etc.), es probable que no produzca una respuesta adecuada. Gran parte de los deportes competitivos se reduce a recordar el mejor movimiento para un estado en particular. Los programas de bajo nivel controlan detalles finos como qué fibras musculares activar, pero los programas de alto nivel como "mover a la derecha mientras se balancea por el cuerpo" deben practicarse para almacenarlos en la memoria de modo que puedan activarse automáticamente en las circunstancias adecuadas.

Este tipo de recuerdos generalmente no se pueden nombrar y no se considerarían discretos. Están implícitos en la programación que constituye la "habilidad atlética". De la misma manera, el comportamiento verbal también puede ser implícito. Por ejemplo, la mayoría de los angloparlantes pueden terminar la frase: "Nos vemos ____". Por lo general, no dirán "bagre", "pulverizar" o "sabroso". El hecho de que la mayoría de los hablantes terminen la frase de la misma manera o similar significa que este comportamiento tiene más que ver con la mecánica del lenguaje que con los recuerdos personales del hablante. Por lo tanto, es probable que esta información no se almacene en la corteza prefrontal (porque sabemos que las áreas de Broca y Wernick manejan principalmente la facilidad del lenguaje). De la misma manera, la "memoria" atlética

Supongo que quiere excluir este tipo de "memoria implícita" en sus cálculos. Si es así, entonces es apropiado limitar el análisis al PFC. De lo contrario, también deberá considerar las áreas "funcionales" en las porciones restantes del cerebro, lo cual es mucho más difícil, dado que no tenemos ningún modelo realmente bueno de cómo funcionan.

Conclusión

Entonces, diría que es seguro asumir que los humanos pueden "recordar" mucho menos de 3 mil millones de recuerdos [personales] distintos, y que los fragmentos más pequeños son del orden de 1 KB de información. Eso pone un límite superior de aproximadamente 3 TB de información que te convierte en una historia única de un ser humano. Pensamiento aleccionador, ¿eh?

The New Scientist escribió recientemente un artículo sobre este tema, donde, entre otras cosas , afirma que 1) los recuerdos se almacenan en los hipocampos, 2) los hipocampos tienen ~1e9 neuronas, 3) cada vez que se recupera un concepto determinado, aproximadamente el 0,1% de las neuronas del hipocampo (1 millón) están activas y 4) La actividad de las neuronas durante la recuperación de un recuerdo se asemeja a la creación original del recuerdo. Entonces, ¿quizás una memoria es un código disperso de 1e9 bits, 0.1% y, por lo tanto, probablemente comprimible a ~ 2 Mbit con algoritmos de computadora?
@IwillnotexistIdonotexist: si bien puede haber solo 10 ^ 9 neuronas en el hipocampo, se sabe que otras partes del cerebro participan en el recuerdo (particularmente los centros de procesamiento sensorial), por lo que probablemente estén más cerca de 10 ^ 10. Y es poco probable que pueda caracterizar una neurona como un solo bit: su conectividad con otras neuronas también es importante (requiere como mínimo un bit para cada neurona que plausiblemente podría estar conectada a ella, así que digamos al menos 10 ^ 5 bits si volverse particularmente bueno en el mapeo de cerebros). Así que 10^15 como mínimo.
@Jules es cierto, pero como han argumentado otros, los recuerdos son intrínsecamente no portátiles entre cerebros; En otras palabras, no solo cada persona posee su propio código escaso, sino que lo que se recuerda será diferente ("Wimbledon" no evoca las mismas cosas y asociaciones para Joe Public que Andy Murray, aunque ambos pueden tener en mente el mismo concepto). ). Lo que sugiere es similar a OP pidiendo en swahili un artículo sobre el agua y obteniendo a cambio todo el Internet en inglés. En verdad, los recuerdos deben ser decodificados por sus creadores y luego codificados por sus receptores. La transmisión es un misterio.

Es imposible medir cuánto almacenamiento necesita un pensamiento.

En general, debe separar tres capas:

  1. la realidad
  2. abstracción
  3. representación

Tome algo que tenga en su escritorio, por ejemplo, un bolígrafo. Eso es un objeto real. Algo que puedas sostener en tu mano. Ahora su cerebro identificará el objeto como el bolígrafo concreto que posee, pero también reconocerá el concepto abstracto de lo que es un bolígrafo (pen, stift, stylo, bolígrafo). En esta respuesta, uso el idioma inglés para transmitir ese pensamiento y uso tres glifos "p", "e" y "n" para formar su representación escrita.

Ahora piensa en algo trivial. "Mi bolígrafo es rojo". Verá que es casi imposible determinar cuánta información necesita almacenar para ese pensamiento. Es necesario almacenar la idea de lo que es un bolígrafo. Es necesario almacenar la idea de lo que es un color. ¿Puede alguien ciego entender qué es un color cuando carga ese pensamiento en su cerebro? Para transmitir la idea de qué es un bolígrafo, ¿qué información se necesita? Si escribe todo lo que sabe sobre un bolígrafo, la lista se vuelve agotadora muy rápido.

El cerebro humano es capaz de clasificar cosas y categorizarlas en función de todo su conocimiento acumulativo. Sin todos sus conocimientos previos también almacenados, el pensamiento único no tendría ningún significado. Pero cuantificar exactamente qué parte de su conocimiento previo se necesita para almacenar ese pensamiento único es casi imposible, porque todo nuestro conocimiento está increíblemente interrelacionado.

Es injusto agrupar el conocimiento de 'yo', 'tener', 'bolígrafo' y 'rojo' en un solo pensamiento. El único dato nuevo en "Mi pluma es roja" es el verbo 'ser'. Esto toma sólo unos pocos bits (¿dendríticos?) para el aspecto (tiempo) y un puntero (axón) para vincular la 'pluma' con el concepto 'rojo'.
¿Qué tipo de pensamiento debería ser "ser"? Eso no es un pensamiento en absoluto. un pensamiento es algún tipo de información que estás almacenando. No es necesario que sea un recuerdo (se puede pensar en el hecho de que el bolígrafo es rojo sin recordar ningún momento específico en el tiempo en el que se tenía el bolígrafo rojo a mano). Pero sí, si estoy en la tienda y compro un bolígrafo nuevo, todo el pensamiento es "Mi bolígrafo es rojo, esta vez compro uno azul". Es posible que pueda dividir eso en dos pensamientos separados (premisa y conclusión), pero no menos. Y nuevamente, sin una gran cantidad de conocimientos previos, todo esto se vuelve completamente sin sentido.
El pensamiento completo fue 'una pluma es roja'. El hecho nuevo es el 'es'. Todos los demás hechos (acerca de mí, posesión, bolígrafos y colores) ya estaban en el cerebro (como pensamientos individuales). Mi punto era que el conocimiento previo comprende muchos 'pensamientos' y la pregunta era qué se necesita para agregar un nuevo pensamiento al cerebro.
¿Qué significa uno? ¿Qué significa la pluma? ¿Qué significa rojo? todas esas cosas son directamente dependientes. si solo almacena la información "el bolígrafo es rojo", entonces no ha almacenado nada más que las pocas letras que he escrito aquí, una mera representación , que a su vez debe interpretarse si alguna vez realmente desea restaurar el pensamiento. Si la persona a la que le devuelves el pensamiento pierde una de estas cosas, el pensamiento está incompleto. Por lo tanto, debe almacenar todas las cosas dependientes, todo el contexto, para que el pensamiento tenga significado. Esto se vuelve especialmente complicado si las emociones están unidas...
Por supuesto que la interpretación de un pensamiento depende de muchos otros pensamientos, pero 'uno es un número', 'cada bolígrafo es una herramienta', 'el rojo es un color'... son todos pensamientos INDIVIDUALES. Básicamente, un pensamiento = una sinapsis. Una sinapsis vincula dos neuronas y este vínculo analógico podría representarse mediante un puntero digital (cuyo tamaño correspondería al número total de neuronas).
"Básicamente, un pensamiento = una sinapsis", eso es simplemente ridículo. Eso es como decir que un bit representa una información. no lo hace Lo que ese bit significa lo deciden muchos otros factores circundantes. Al igual que el significado de una letra lo deciden las otras letras a su alrededor que forman la palabra, y al igual que el significado de una palabra lo decide el contexto en el que se usa.

Vea mi respuesta aquí para conocer los antecedentes y otros enlaces.

Lee Cómo crear una mente: El secreto del pensamiento humano revelado por Ray Kurzweil, para obtener ideas generales sobre lo que te estás metiendo.

tapa del libro

Ahora que conoce las unidades individuales de emparejamiento de patrones que componen el neocórtex, un pensamiento es un patrón de activación que activa los emparejadores hacia arriba y hacia abajo de la cadena. Ahora, no tienen UUID ni ninguna etiqueta, y no significan nada más que el contexto al que están conectados.

Entonces , si los numeró y anotó los detalles de activación, eso representaría el pensamiento. Solo es significativo en el contexto del cerebro desde el que se leyó, y eso cambia con el tiempo: no puede reproducirlo más tarde porque los comparadores de patrones específicos han cambiado su topología y ponderaciones detalladas, por lo que la "misma" unidad de coincidencia de patrones ha cambiado. un significado ligeramente diferente si se estimula de nuevo de la misma manera.

Registrar pensamientos significa usar el lenguaje , algo para lo que el cerebro ya está programado. Solo considere un lenguaje que sea mucho más preciso que cualquier lenguaje humano normal, y un sistema personalizado para decodificarlo en el contexto del cerebro actual que lo recibe. ¡Este sistema necesitaría ser más poderoso y contener más datos que un cerebro humano! Y el resultado seguiría siendo imperfecto.

Uno de mis libros favoritos, GEB tiene un extenso tratamiento sobre el mapeo de una red a otra. Si tiene un epub, busque "USA ASU" : ese es el capítulo 12 que veo.


Para usar en una historia, estoy considerando cómo copiar deltas de manera eficiente a su copia de inicio o, de manera más ambiciosa, cómo fusionar copias. Creo que esto se puede hacer con archivos de registro . La instancia particular de coincidencia de patrones solo significa algo relativo al cerebro en el que se encuentra. Pero si le dio una identificación y luego registró los cambios en los pesos de entrada y salida y cualquier conexión nueva, eso podría reproducirse en un instantánea anterior para actualizarlo, y la fusión (con un poco de inteligencia) tendría sentido si no se han realizado grandes cambios.

Entonces, ¿cuántas primitivas de patrón cambian y a qué velocidad, a medida que adquiere experiencia y piensa en las cosas? No sé, pero ese es un lugar para empezar a buscar números duros.

El idioma no es un registro, es un formato de serialización con pérdida. Los pensamientos no se registran, sino que se exportan.
@Leushenko Estaba siendo breve. ¡Dos horas de reflexión sobre la trama no se traducen claramente en una sola oración! ¿La serialización no es hacer un registro? Debes estar usando un significado más preciso que yo. El punto real es que acceder a los pensamientos internos y relacionarlos con un mapeo de contexto universal/externo es algo para lo que el cerebro ya está diseñado. Se envía a las áreas de formación de idiomas desde allí. Las mismas estructuras pueden ser utilizadas por una grabadora.

Depende de la persona, de su algoritmo de compresión y de los pensamientos particulares que esté grabando.

Pero, para evitar responder con solo "No lo sé", el inglés escrito aparentemente contiene alrededor de 1-1.2 bits de información por letra , lo que sugiere que gran parte del pensamiento, al menos, no ocupará demasiado espacio (entonces de nuevo, si adivinamos cuatro letras por palabra y una palabra por segundo, ocho horas al día de pensamiento y ciento ochenta días de escolarización al año, la educación K-12 ocupa ~65 MB). Estoy usando el tamaño por letra en lugar de por pensamiento aquí porque parece obvio que los pensamientos pueden variar en tamaño en un orden de magnitud (contrasta "el cielo es rojo" con la oración inicial de Dickens en "Historia de dos ciudades" ).

El marco inconsciente en el que se construyen esas palabras también debe ocupar algo de espacio: el inglés escrito intuitivamente debería proporcionar casi cero bits de información por letra a alguien que solo habla, digamos, cantonés. Espero que se pueda calcular en función de la cantidad de tiempo necesario para aprender el idioma en cuestión (unos pocos años para la mayoría de los niños, y creo que similar para los adultos si ignora los acentos), multiplicado por la cantidad de ancho de banda dedicado a aprenderlo (que en sí mismo es un par de desconocidos para mí por derecho propio: ancho de banda auditivo/visual humano máximo y porcentaje dedicado a escuchar/leer).

Pienso mucho más rápido que una palabra de cuatro letras por segundo. No conozco a nadie más, pero tuve la mayor parte de la oración anterior completamente estructurada en aproximadamente dos segundos, mientras pensaba en el tiempo que tomó, su nombre de usuario y que 65 MB no cabrían en mi tarjeta de memoria. Su estimación está muy lejos.
Me parece bien; Estaba tratando de adaptarme al hecho de que leo significativamente más rápido que el promedio. Sin embargo, hay muchos factores potenciales para ajustar.
La razón por la que la gente lee despacio no es porque piensen despacio; es porque leen despacio. (Esa tautología en realidad suena bastante sabia, ¿no crees?) Piensa en lo que estás pensando ahora mismo. Ahora no solo estás pensando en esas cosas, y en este comentario, sino también en tu pensamiento. Esa es una alta densidad de información, creada por milenios de evolución.

Tal vez deberías preguntarte: cuánta memoria se necesita para registrar un pensamiento humano que está mínimamente intacto .

Como ejemplo, ¿cómo registraría uno el pensamiento "el sol está caliente"?

Al pensar en esa cadena única, llegué a una plétora de pensamientos, que incluyen "Necesito usar protector solar" y "Carl Sagan dijo 'somos materia estelar, reflexionando sobre las estrellas'" y "las estrellas se vuelven supernovas que son muy, muy calientes pero no tan caliente como las estrellas regulares que todavía están muy calientes".

Todo depende del contexto en el que necesites acceder al pensamiento. Si es algo que se puede descomponer en unidades discretas como ecuaciones matemáticas como y = ax + b, entonces se necesitan pocos datos relacionales para compartimentar el pensamiento, mientras que un pensamiento más grande, como "si lanzo esta pelota de béisbol hacia adelante, ¿qué tan lejos?" ¿Irá hasta que toque el suelo?" requiere varias fuentes de datos e interpretaciones, desde la pura física (ángulo, velocidad y gravedad) hasta lo personal (¿estoy descansado? ¿Estoy dolorido por el ejercicio de ayer? ¿Me importa lo suficiente como para lanzar esta pelota de béisbol tan lejos como puedo o quiero? recogerlo sin caminar demasiado?). Incluso entonces, puede haber toneladas de información irrelevante flotando independientemente,.

Entonces, al final, el problema es menos sobre el espacio de almacenamiento y más sobre el ancho de banda.

Para ser un poco pedante, el pensamiento más simple que se me ocurre es el número 1. Se necesita un solo bit para almacenar ese pensamiento, así que ahí está su respuesta: un bit.

Cualquier cosa más allá de eso, sin embargo, y te topas con cuán fundamentalmente incontestable es esta pregunta. Es como preguntar cuánto dura un libro. Bueno, depende completamente del libro. El libro más largo del mundo contiene casi 2 millones de palabras , y los libros más cortos del mundo literalmente no contienen texto (si no te gusta eso, puedes encontrar cualquier cantidad de libros para niños que contienen docenas de palabras).

Así es con los pensamientos. Es posible concebir un pensamiento que solo requiera un bit para almacenarse, y es posible concebir un flujo inconexo de conciencia que requeriría una gran cantidad de medios de almacenamiento para registrarlo por completo.

El número 1 no es un bit. Si piensas en el 1, entonces piensas que es el número más pequeño. Que no se puede dividir más. Incluso podría pensar en la diferencia del concepto de un número, su significado abstracto y su representación (el número 1 se puede representar como "uno", "1", o si escribe con tiza en una mesa para llevar la puntuación, con "yo" simple, o el "yo" romano). Sin ninguna de esta información tangencial, el glifo "1" se vuelve absolutamente sin sentido. Sin ningún significado transmitido en el pensamiento, ¿sigue siendo un pensamiento?
@Polygnome Lo estás pensando demasiado. "1" es un pensamiento completo sin sondear su significado metafísico o ponderar sus relaciones o sus significados más profundos. Después de todo, un pensamiento sin sentido sigue siendo un pensamiento. (Aunque su cuestionamiento definitivamente respalda la idea de que esta es una pregunta sin respuesta, si ni siquiera podemos ponernos de acuerdo o definir cuál es el pensamiento más simple ).
No, no es. El glifo "1" es solo una forma. Algo que se puede ver en una pantalla. no tiene ningún significado en sí mismo. Entonces la pregunta es, ¿qué estás almacenando? si almacena la representación que usamos para denotar el número uno, u otra representación, por ejemplo, binaria, entonces este pensamiento solo es viable para cualquier persona que tenga el mismo conocimiento previo. ¿Puedes considerar esa verdad como un pensamiento completo? Por cierto, "1" no es un pensamiento completo en absoluto. Difícilmente puedo imaginar a alguien pensando en "1" sin pensar en algo concreto al respecto.
El número "1" puede ser el pensamiento más simple posible para una computadora, pero para un ser humano, es una idea bastante compleja, con todo tipo de asociaciones adjuntas.
La única forma en que puede almacenar "1" en un bit es asumir que todo lo que necesita saber es si un valor debe ser 1 o no-1. Entonces, sí, puede almacenarlo como un bit, pero solo si todo lo que necesita inferir de él es 1 o no-1, que es tan extremadamente limitado que no es una respuesta adecuada para el contexto de la pregunta. De manera similar, el texto de un libro en blanco puede no tomar bytes, pero el concepto de un libro en blanco y cómo contrasta con otros libros, y lo que eso podría implicar como una declaración y experiencia artística, probablemente tenga suficientes datos para explotar su disco duro. .
Totalmente en desacuerdo con decir que se puede decir que el pensamiento (1) se representa con un solo bit. Podría estar de acuerdo con la idea general de que se podría decir que los pensamientos más simples están representados por menos bits/bytes, pero la afirmación específica es necesariamente incorrecta. Si pensamos (2), ¿reutilizamos el bit para (1) o se necesitan dos bits adicionales? Si pensamos en números más grandes, ¿cada 'número' usa más bits? Piensa en un googolplex...
@polygnome Hay escuelas enteras de "pensamiento" (no pude resistir) sobre la idea de concentrar todo su enfoque en un solo pensamiento para alcanzar un estado mental donde no hay pensamiento consciente, solo recepción de ideas subconscientes o experimentar estímulos externos sin pensar activamente en ellos en ese momento. Por lo general, lo llaman meditación de algún tipo, y las personas involucradas practican regularmente pensar en una sola cosa, concreta o no. Si no es concreto, alcanzan el estado mental deseado muy rápidamente después de eso.

Se estima que los cerebros humanos tienen entre 10 TB y 100 TB.

El cálculo para obtener ese número es realmente simple:

100 mil millones de neuronas en total * 1000 conexiones (sinapsis potenciales)

Como han dicho otros, en realidad no es tan simple. Hay muchos otros factores que afectarían ese conteo:

  • ¿Algunas sinapsis transmiten con fuerza variada? (más datos)
  • ¿Se necesitan a veces múltiples sinapsis para transmitir una sola pieza de información? (menos datos)
  • ¿Se utilizan algunas sinapsis para el procesamiento, no para el almacenamiento? (menos datos)
  • ¿Las celdas de soporte también se usan para almacenar datos (más datos)?

Siendo realistas, los recuerdos, especialmente los complejos, serían difíciles, si no imposibles, de extraer del resto del cerebro. La forma más precisa y sin pérdidas de almacenar recuerdos implicaría almacenar todo el conocimiento del cerebro y un mapa de las sinapsis que estaban activas.

En realidad, mientras el cerebro esté disponible, los científicos ya tienen la capacidad de usar la estimulación cerebral para almacenar esencialmente un puntero a una memoria:

Un fenómeno inexplicable en neurociencia es el descubrimiento de que la estimulación eléctrica en la neocorteza temporal puede hacer que los pacientes neuroquirúrgicos experimenten espontáneamente la recuperación de la memoria.

No estoy seguro de cuánta memoria se necesitaría para almacenarlo, pero probablemente no sea una gran cantidad. Es el ejemplo más realista que vas a encontrar.

El número que está tratando de estimar es en realidad: 80 mil millones de neuronas * 0.6^-24000 sinapsis potenciales. La estimación de las sinapsis potenciales es la estimación del límite inferior para la neocorteza y proviene de Stepanyants et al. 2002. La calculadora de Google me da infinito y la calculadora de GNU no computa.

Dado que la ciencia no comprende el cerebro humano en un alto grado, es difícil decirlo.

Los recuerdos a largo plazo se almacenan en todo el cerebro como grupos de neuronas que se activan juntas en el mismo patrón que creó la experiencia original, y cada componente de un recuerdo se almacena en el área del cerebro que lo inició.

Hay aproximadamente 100 mil millones (100,000,000,000) de neuronas en el cerebro humano.

Si cada neurona se equiparara a un bit de computadora, eso equivaldría a 12,5 gigabytes. Eso significa que todos tus recuerdos cabrían en un DVD BluRay, junto con los de otras 3 personas.

Pero los recuerdos no son permanentes, pueden ser reemplazados. No solo eso, se sabe que los recuerdos se filtran entre sí. La memoria humana es muy fluida.

No tengo sentido equiparar cada neurona a un bit. ¿La verdadera capacidad de almacenamiento del cerebro no está en las propias neuronas, sino en las conexiones entre ellas? 8 bits te dan (2^8)-1 = 255 configuraciones posibles. 8 neuronas te dan 2^(8 nCr 2) = 268,435,456 configuraciones posibles (basado en esta publicación sobre teoría de grafos ). Muy fácilmente podría estar malinterpretando las posibles formas en que las neuronas pueden conectarse entre sí, pero creo que estás subestimando enormemente la complejidad de una red neuronal.
Además, una sola neurona puede hacer múltiples contactos (sinapsis) y cada sinapsis puede comportarse de manera diferente.
Si va a comparar el cerebro con una computadora, tiene más sentido comparar cada neurona con un pequeño microcontrolador como un ATtiny o un PIC de gama baja, y cada neurona tiene su propio programa. Además, los "recuerdos" surgen de las interacciones colectivas de muchos de esos programas, en lugar de ser un atributo de un solo programa.
268.435.456 son exactamente 28 bits, lo que significaría 3,5 bits por neurona. Si vamos con 5 bits por neurona en general, eso daría 62,5 GB para el cerebro.
@ElderBug No se escalará linealmente con la cantidad de neuronas. 2^(100 elige 2) es 10^1490. Y eso solo cuenta las conexiones por pares. También puede tener órdenes más altas.
@Eoin Bueno, una neurona típica tiene miles de sinapsis, lo que daría números absurdos si solo cuentas las posibles combinaciones. Una neurona se conecta principalmente con sus vecinos, y no al azar, por lo que limita un poco los números. Por supuesto, se podría decir que la parte de la "memoria" está en las sinapsis, lo que daría un tamaño de miles de TB.
@ElderBug exactamente. Entonces, si tomamos algunas estimaciones, una sola neurona puede tener alrededor de 1000-10000 sinapsis, cada una de estas conexiones puede conectarse a otra neurona cercana, digamos una de 30,000 neuronas. Y cada conexión puede tener una fuerza variable: digamos 256 valores diferentes qué tan fuerte es la conexión. Entonces, cada neurona tiene 10.000 * (16 bits (neurona de dirección) + 8 bits (fuerza)), es decir, 30 KB por neurona. ¿Alrededor de 3 Petabyte (3.000 TB) para un cerebro?

Antes de que pueda responder a esta pregunta, tendría que definir lo que quiere decir con la palabra "pensamiento". Solo entonces puedes continuar, porque de lo contrario fácilmente podrías quedar fuera por órdenes de magnitud. (Un orden de magnitud es un factor de 10).

Según la teoría AIXI de Hutter, la inteligencia es esencialmente equivalente a la compresión de datos. Supongamos que el cerebro humano comprime los pensamientos de manera óptima para un almacenamiento más eficiente. Hay alguna evidencia de esto ya que la investigación ha demostrado que solo guardamos la "esencia" de una historia en lugar de los detalles, por ejemplo. Sobre esa base, podríamos postular que el pensamiento más pequeño posible podría ser tan pequeño como un bit o solo unos pocos bits de información.

También es posible imaginar situaciones en las que un pensamiento puede estar compuesto por una mezcla de imágenes, sonidos, olores, sentimientos, creencias, etc., todos interrelacionados. ¿Se considerarían estos como muchos pensamientos vinculados o como un superpensamiento? Si es lo último, es fácil para mí imaginar que el requisito de almacenamiento para esto sería del orden de cientos de megabytes como mínimo.

Definiría los pensamientos como unidades de información con el cerebro humano. Me preguntaba cuántos bytes se necesitarían para representar un pensamiento humano. Parte de mi pregunta ha sido respondida por Cort Ammon, y ahora sé que las unidades del pensamiento humano pueden llamarse fragmentos.
Si define los pensamientos como unidades de información, entonces preguntarse cuántos bytes se necesitarían para representar un pensamiento humano es como preguntarse cuántas unidades de información se necesitarían para representar unidades de información. Si está diciendo que los pensamientos son de alguna manera "trozos" de información más grandes que bytes individuales, entonces uno tendría que entender por qué y cómo son así para cuantificar eso.

Esta pregunta es increíblemente interesante, pero tiene una respuesta muy complicada más allá de lo que algunas personas considerarían.

Considere esto como un recuerdo, está caminando por un camino en un parque y ve algunos árboles hermosos y su amigo Greg lo saluda. ¿Qué todo está incluido en estos detalles?

  1. Tu amigo y todos los detalles asociados con él
  2. Los árboles y cómo se han visto
  3. El camino por el que estás caminando
  4. El parque y todos los detalles sobre el que recuerdas

El siguiente nivel de detalle más allá de lo que he mencionado se presenta cuando incluimos las respuestas neuroquímicas del cerebro que aún no entendemos completamente. Por ejemplo, nuestro cerebro recuerda que el receptor Alfa 2A fue estimulado en respuesta a un medicamento oa un estímulo "excitante".

Esto viene a la pregunta, si nuestro cerebro almacena los químicos que se producen en una memoria, y si es así, ¿es así como recordamos cómo nos hemos sentido al recordar algo? Además, si almacena estos químicos, ¿se reproducen al recordar algo?

Si de hecho se reproducen al recordar algo, es posible que nuestro cerebro recuerde los químicos y partes de la memoria se almacenan completamente a largo plazo y el resto se fragmenta y, utilizando la memoria asociativa, nuestro cerebro une el resto.

En resumen, no creo que podamos acercarnos a establecer adecuadamente cuántos bytes se almacenan en una memoria, porque nuestra comprensión fundamental de las vías neuroquímicas de la memoria/cerebro es limitada.

¡Estos son mis pensamientos sobre la pregunta!

Hola NewDeveloper, bienvenido a Worldbuilding. Tome nota del formato de Stack Exchange. Tenemos un formato de preguntas y respuestas, no un foro de discusión. Entonces, las personas pueden comentar sobre su respuesta, pero no espere que nadie le diga lo que piensa de ella (además de los votos positivos / negativos). Más información sobre el recorrido y el centro de ayuda . Más a su respuesta como tal, ¿tiene alguna referencia que apunte a la imposibilidad de evaluar el número de "byte" de la memoria humana? otras respuestas parecen haber encontrado lo contrario.

el tamaño de un pensamiento dependerá del número de combinaciones de pensamientos de tamaño equivalente

Toma un número entero.

La mayoría de los números enteros en las computadoras son de 32 bits. Hay 2^32 combinaciones.

Ahora tome un pensamiento. ¿Hay diez pensamientos del mismo tamaño? ¿Veinte? Tal vez es 1000000? Desafortunadamente, los pensamientos son demasiado abstractos. Por lo tanto, no podemos determinar su tamaño mínimo para el almacenamiento.

pero ¿qué pasa con los pensamientos verbales reales o los datos sensoriales?

Si limitamos nuestro alcance a eso, entonces el tamaño es el tamaño de una cadena (matriz de caracteres) y el tamaño de los datos de audio/visual/olor/sabor/táctil. Los dos primeros serán de aproximadamente un gigabyte por hora en calidad HD. Los otros tres son demasiado extraños. Esos los dejo para cuando salgan el olfatovision, el gustoovision y el touchovision.

¡No puedo esperar para ver una película de zombis en el olor de la visión!

"smellovision" -- ¿no sería eso teleolfato?
@MichaelKjörling La mayoría de las cosas se refieren a él como "smellovision". Puede que no sea un término exacto, pero, francamente, no me importa.

Una pregunta a considerar antes de que se pueda responder a esta pregunta: ¿las personas en su mundo tienen una comprensión sólida de los procesos requeridos para la cognición humana al nivel en el que se pueden simular a un ritmo sustancialmente más rápido que en tiempo real? Si no lo hacen, la única forma en que se puede capturar un pensamiento es mapeando exactamente las conexiones neuronales y el estado de activación de cada parte del cerebro del pensador (y probablemente también sus sistemas nerviosos conectados, de modo que el pensamiento no sea interrumpido por un pensamiento). discontinuidad de sensaciones cuando intenta reproducirlo). Esto es, como han dicho otras respuestas, una gran cantidad de datos ( 10 ^ 14 conexiones entre 10 ^ 10 neuronascon cantidades sustanciales de datos requeridos sobre cada conexión y el estado de la neurona para tener la posibilidad de una reproducción significativa, digamos un mínimo absoluto de 10 ^ 16 bits de información o en algún lugar cercano a un petabyte, pero probablemente mucho más).

Si, por otro lado, tiene disponible la capacidad de simular rápidamente un estado cerebral, sería posible simplificar el estado cerebral actual podando partes de él y ver si lo afectan cualitativamente o no. Esto puede tomar su petabyte de información y reducirlo a algo un poco más manejable; este sería un proceso de compresión con pérdida, pero debería poder trabajarlo para que lo que se pierde no sea relevante para el pensamiento que estaba tratando de encapsular.

Dicho esto, si tiene esta capacidad, ya ha caído en una singularidad tecnológica , por lo que casi todas las apuestas están canceladas en términos de plausibilidad o no de casi cualquier tecnología.

¿Se necesitaría la capacidad de simular perfectamente el cerebro humano para leer la información del cerebro? Porque mi pregunta está parcialmente inspirada en Simsense of Shadowrun, un dispositivo que puede reproducir/crear datos sensoriales. Es aproximadamente un gigabyte para dos horas de imagen y sonido, eso es alrededor de 500 megabytes por sentido. 1500 para tacto,gusto y pequeño, y al menos 250 para resonancia emocional. Si iba a improvisar, esa sería mi estimación mínima para registrar la experiencia humana.

Creo que la estimación realista más cercana puede ser comparar Deep Blue con la capacidad humana. No es un solo pensamiento, pero es una sola funcionalidad (jugar al ajedrez), y fue construido para simular el cálculo humano. Por supuesto, hay pensamientos y recuerdos más complejos, pero esto puede acercarse más a lo que preguntaba el OP si divide la potencia de fuego del hardware de su capacidad máxima con el hardware con el que fue construido. https://en.wikipedia.org/wiki/Deep_Blue_(chess_computer) Alternativamente, puede mirar el software de ajedrez y ver qué tan grandes son esos programas y extrapolar desde allí.

Deep Blue no simula el pensamiento humano. Hizo cálculos numéricos y evaluó las posiciones del tablero en una forma clásica de juego.