How fast is the speed of thought? - Seena Mathew

Επιμέλεια: Thanasis Zantrimas

Your mortal enemy has captured you and hooked you up to a bizarre experiment.

Ο αιώνιος εχθρός σου σε έχει αιχμαλωτίσει και σε έχει βάλει σε ένα περίεργο πείραμα.

He’s extended your nervous system with one very long neuron

Έχει επιμηκύνει το νευρικό σου σύστημα με έναν πολύ μακρύ νευρώνα

to a target about 70 meters away.

που φτάνει σε έναν στόχο 70 μέτρα μακριά.

At some point, he’s going to fire an arrow.

Κάποια στιγμή, θα ρίξει ένα βέλος.

If you can then think a thought to the target before the arrow hits it,

Εάν προλάβεις να στείλεις μια σκέψη στον στόχο πριν φτάσει το βέλος,

he’ll let you go.

θα σε αφήσει να φύγεις.

So who wins that race?

Οπότε ποιος κερδίζει τον αγώνα;

In order to answer, we have to examine the hardware of thought: neurons.

Για να απαντήσουμε, πρέπει να εξετάσουμε τα «μηχανήματα» της σκέψης:

τους νευρώνες.

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος έχει περίπου 86 δισεκατομμύρια από αυτά τα κύτταρα.

The human brain has about 86 billion of these cells.

They transmit signals down their axons by way of electrical impulses,

Μεταφέρουν σήματα μέσω των αξόνων τους με τη μορφή ηλεκτρικών ερεθισμάτων,

or action potentials.

ή δυναμικών ενέργειας.

One neuron can then pass that signal to the next at a synapse

Ο κάθε νευρώνας έτσι περνάει το σήμα στον επόμενο στις συνάψεις

by way of chemical neurotransmitters.

με τη μορφή νευροδιαβιβαστών.

The signal is received by the next neuron’s dendrites,

Το σήμα λαμβάνεται από τους δενδρίτες του επόμενου νευρώνα,

propagated down its axon, and passed further along.

μεταδίδεται κατά τον νευράξονα του και μεταβιβάζεται με τον ίδιο τρόπο.

So, the key factors that determine how quickly you think

Επομένως, οι καθοριστικοί παράγοντες που καθορίζουν πόσο γρήγορα σκέφτεσαι

περιλαμβάνουν τον χρόνο για να παραχθεί το αρχικό δυναμικό ενέργειας,

include how long it takes to generate an initial action potential;

propagate it down the length of the axon; and transport it through the synapse.

να μεταδοθεί κατά μήκος του νευράξονα και να μεταβιβαστεί μέσω της σύναψης.

We must also factor in the number of neurons involved

Πρέπει επίσης να συνυπολογίσουμε τον αριθμό των νευρώνων

and the distance the signal has to travel.

και την απόσταση που πρέπει να διανύσει το σήμα.

Ας δούμε πώς φαίνεται σε ένα απλό μονοπάτι:

Let’s see what this looks like in a simple pathway— your knee-jerk reflex.

το αντανακλαστικό του γόνατός σου.

A strike to your patellar tendon triggers an electrical impulse

Ένα χτύπημα στον επιγονατιδικό τένοντα προκαλεί ένα ηλεκτρικό ερέθισμα

that travels up a sensory neuron to your spine.

που μεταφέρεται μέσω ενός αισθητικού νευρώνα στη ραχοκοκαλιά σου.

There the signal branches, and for the sake of simplicity,

Εκεί το σήμα διακλαδίζεται και για χάρη της απλότητας,

we’ll consider the segment that jumps into a motor neuron

θα δούμε το τμήμα που πηδά μέσα στον κινητικό νευρώνα

to journey back down your leg.

για να γυρίσει πίσω στο πόδι σου.

The total length of the neurons in that pathway

Το ολικό μήκος των νευρώνων σ′ αυτό το μονοπάτι

is about 1 meter in someone who is 5 foot 5 inches,

είναι περίπου 1 μέτρο σε κάποιον που έχει ύψος 1,65 μέτρα,

and on average it takes 15 to 30 milliseconds from strike to kick.

και κατα μέσο όρο παίρνει 15 με 30 μιλιδευτερόλεπτα

από το χτύπημα μέχρι την κλωτσιά.

Speed is distance divided by time,

Η ταχύτητα είναι η απόσταση διαιρούμενη με τον χρόνο.

so this signal travels somewhere between 120 to 240 kilometers per hour.

Επομένως, το σήμα ταξιδεύει μεταξύ 120 με 240 χιλιομέτρων την ώρα.

The initial action potential accounts for 1 to 5 milliseconds

Το αρχικό δυναμικό ενέργειας αντιπροσωπεύει 1 με 5 μιλιδευτερόλεπτα

and synaptic transmissions only take .1 to .5 milliseconds,

και η συναπτική μεταβίβαση παίρνει μόνο 1 με 5 μιλιδευτερόλεπτα,

so the bulk of that time is spent within the axons.

οπότε μεγάλο μέρος του χρόνου ξοδεύεται στους νευράξονες.

This is consistent with research findings

Αυτό είναι σταθερό σε ερευνητικά δεδομένα,

that the average individual neuron sends signals at around 180 kilometers per hour.

ότι ο μέσος νευρώνας στέλνει σήματα με μέση ταχύτητα 180 χιλιομέτρων την ώρα.

But speeds can be boosted with myelination and increased axon diameter.

Αλλά οι ταχύτητες αυξάνονται με μυελίνωση και αύξηση της διαμέτρου του άξονα.

Myelin is a fatty sheath that insulates an axon,

Η μυελίνη είναι ένα λιπώδες κάλυμμα που περιβάλει τον άξονα,

preventing electrical currents from leaking out.

εμποδίζοντας τη διαρροή των ηλεκτρικών ερεθισμάτων.

Εν τω μεταξύ, άξονες με μεγαλύτερη διάμετρο,

Meanwhile, axons with larger diameters offer less internal resistance.

έχουν μικρότερη εσωτερική αντίσταση

These compounded factors can raise the speed of an action potential

Αυτοί οι σύνθετοι παράγοντες μπορούν να αυξήσουν

την ταχύτητα ενός δυναμικού μέχρι και στα 432 χιλιόμετρα την ώρα.

as high as 432 kilometers per hour.

There’s plenty of variation: some people think faster than others,

Υπάρχει μεγάλη ποικιλομορφία: κάποιοι άνθρωποι είναι πιο εύστροφοι,

and your own speed of thought changes throughout your lifetime.

και η ταχύτητα σκέψης σου αλλάζει κατά τη διάρκεια της ζωής σου.

In particular, as you reach old age,

Συγκεκριμένα, όσο μεγαλώνεις,

the myelin sheath covering your axons wears down,

Το κάλυμμα μυελίνης που περιβάλλει τους άξονες σου φθείρεται

and other neuronal structures degrade.

και άλλες νευρωνικές δομές εκφυλίζονται.

Back to the dastardly experiment.

Πίσω στο ποταπό πείραμα.

Arrows shot from recurve bows fly, on average,

Βέλη που εκτοξεύονται από κυρτά τόξα πετούν με ταχύτητα

around 240 kilometers per hour.

περίπου 240 χιλιόμετρα την ώρα.

Which means that given a sufficiently long, myelinated or large-diameter neuron,

Που σημαίνει ότι με έναν επαρκώς μακρύ, μυελινωμένο με μεγάλη διάμετρο νευράξονα,

your thoughts actually could win the race.

οι σκέψεις σου θα μπορούσαν τελικά να κερδίσουν

But… there’s a wrinkle.

Αλλά υπάρχει μια παγίδα.

The arrow and thought don’t leave the gate at the same time;

Το βέλος και η σκέψη δεν ξεκινούν την ίδια στιγμή:

first the arrow fires, then once you perceive it,

πρώτα εκτοξεύεται το βέλος και μόλις το αντιληφθείς,

το δικό σου σήμα ξεκινάει το δρόμο του.

your signal can start down its path.

Processing images or music, participating in inner speech,

Η επεξεργασία εικόνων ή μουσικής, η συμμετοχή σε εσωτερικό διάλογο

and recalling memories all require complicated neural pathways

και η ανάκληση αναμνήσεων, όλες απαιτούν σύνθετα νευρικά μονοπάτια

that are nowhere close to the linearity of the knee-jerk reflex.

που δεν είναι καθόλου κοντά στη γραμμικότητα

του αντανακλαστικού του γονάτου.

The speed at which these thoughts occur is mostly consistent,

Η ταχύτητα με την οποία συμβαίνουν αυτές οι σκέψεις είναι κυρίως σταθερή

with variations based on myelination and axon diameter.

με κάποιες παραλλαγές βασιζόμενες στη μυελίνη και τη διάμετρο του άξονα.

But the duration of a thought will vary significantly depending on its routes,

Αλλά η διάρκεια μιας σκέψης ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με τη διαδρομή,

pitstops, and destination.

τις παγίδες και τον προορισμό.

In this case, when you perceive a threatening stimulus,

Συνεπώς, όταν αντιλαμβάνεσαι ένα απειλητικό ερέθισμα,

you’ll invoke a fear startle response.

θα επικαλεστείς μια απάντηση φόβου.

Similar to the knee-jerk response,

Όπως με το αντανακλαστικό του γόνατος,

a startle can be involuntary and quite fast.

μια απάντηση μπορεί να είναι ακούσια και αρκετά γρήγορη.

If the string twangs loud enough,

Εάν η χορδή χτυπήσει αρκετά δυνατά,

you might react in less than 65 milliseconds.

μπορεί να αντιδράσεις σε λιγότερο από 65 μιλιδευτερόλεπτα.

More likely though, your startle reaction will be based on sight.

Το πιο πιθανό βέβαια είναι η αρχική απάντηση να βασιστεί στην όραση.

Our eyes can process an image as quickly as 13 milliseconds,

Τα μάτια μας επεξεργάζονται μια εικόνα ακόμα και σε 13 μιλιδευτερόλεπτα,

but computation of what you’re seeing and determining the danger it poses

αλλά ο υπολογισμός του κινδύνου από ένα οπτικό ερέθισμα

can take as long as 180 to 200 milliseconds.

μπορεί να διαρκέσει από 180 έως και 200 μιλιδευτερόλεπτα.

In that time the arrow will have gained a head start of about 13 meters.

Σ′ αυτόν τον χρόνο το βέλος θα έχει προβάδισμα περίπου 13 μέτρων.

The target is far enough away

Ο στόχος είναι τόσο μακριά ώστε να έχεις την ευκαιρία να φτάσεις

that you’ve got just enough of a chance to catch up,

if you can quickly, and quite literally, think your way out.

εάν μπορέσεις κυριολεκτικά να σκεφτείς τον τρόπο.