Rasanya instan, tapi berapa lama untuk berpikir?
Seberapa cepat pikiran-pikiran itu memantul di sana? Kredit gambar: shutterstock
Oleh Tim Welsh, Universitas Toronto
Sebagai makhluk yang ingin tahu, kita terus-menerus mempertanyakan dan mengukur kecepatan berbagai hal. Dengan tingkat akurasi yang adil, para ilmuwan telah menghitung kecepatan cahaya, kecepatan suara, kecepatan di mana bumi berputar mengelilingi matahari, kecepatan di mana burung kolibri mengalahkan sayap mereka, kecepatan rata-rata pergeseran benua….
Nilai-nilai ini semuanya ditandai dengan baik. Tetapi bagaimana dengan kecepatan pemikiran? Itu adalah pertanyaan yang menantang yang tidak mudah dijawab - tetapi kami dapat mencobanya.
Apa yang dipikirkan? Kredit foto: Fergus Macdonald
Pertama, beberapa pemikiran pada pemikiran
Untuk mengukur kecepatan apa pun, seseorang perlu mengidentifikasi awal dan akhirnya. Untuk tujuan kita, "pikiran" akan didefinisikan sebagai kegiatan mental yang dilakukan sejak saat informasi sensorik diterima hingga saat suatu tindakan dimulai. Definisi ini tentu mengecualikan banyak pengalaman dan proses yang mungkin dianggap sebagai "pikiran."
Di sini, "pemikiran" termasuk proses yang berkaitan dengan persepsi (menentukan apa yang ada di lingkungan dan di mana), pengambilan keputusan (menentukan apa yang harus dilakukan) dan perencanaan tindakan (menentukan bagaimana melakukannya). Perbedaan antara, dan kemandirian, masing-masing proses ini kabur. Lebih jauh, masing-masing proses ini, dan mungkin bahkan sub-komponennya, dapat dianggap sebagai "pemikiran" sendiri. Tetapi kita harus menetapkan titik awal dan akhir kita di suatu tempat agar memiliki harapan untuk menangani pertanyaan itu.
Akhirnya, mencoba mengidentifikasi satu nilai untuk "kecepatan pemikiran" adalah sedikit seperti mencoba mengidentifikasi satu kecepatan maksimum untuk semua bentuk transportasi, dari sepeda ke roket. Ada banyak jenis pemikiran yang dapat sangat bervariasi dalam skala waktu. Pertimbangkan perbedaan antara reaksi sederhana dan cepat seperti ser yang memutuskan untuk berlari setelah retakan pistol awal (pada urutan 150 milidetik), dan keputusan yang lebih kompleks seperti memutuskan kapan harus berganti jalur saat mengemudi di jalan raya atau mencari tahu yang sesuai strategi untuk memecahkan masalah matematika (dalam urutan detik hingga menit).
Bahkan melihat ke dalam otak, kita tidak bisa melihat pikiran. Kredit foto: Duke University Photography Jim Wallace
Pikiran tidak terlihat, jadi apa yang harus kita ukur?
Pemikiran pada akhirnya adalah proses internal dan sangat individual yang tidak mudah diamati. Ini bergantung pada interaksi di seluruh jaringan neuron kompleks yang didistribusikan ke seluruh sistem saraf perifer dan pusat. Para peneliti dapat menggunakan teknik pencitraan, seperti pencitraan resonansi magnetik fungsional dan elektroensefalografi, untuk melihat area sistem saraf mana yang aktif selama proses pemikiran yang berbeda, dan bagaimana informasi mengalir melalui sistem saraf. Kami masih jauh dari menghubungkan sinyal ini dengan peristiwa mental yang diwakilinya dengan andal.
Banyak ilmuwan menganggap ukuran proksi terbaik dari kecepatan atau efisiensi proses pemikiran adalah waktu reaksi - waktu dari awal sinyal tertentu hingga saat suatu tindakan dimulai. Memang, para peneliti tertarik untuk menilai seberapa cepat informasi bergerak melalui sistem saraf telah menggunakan waktu reaksi sejak pertengahan 1800-an. Pendekatan ini masuk akal karena pikiran pada akhirnya diekspresikan melalui tindakan nyata. Waktu reaksi memberikan indeks seberapa efisien seseorang menerima dan menafsirkan informasi sensorik, memutuskan apa yang harus dilakukan berdasarkan informasi itu, dan merencanakan serta memulai tindakan berdasarkan keputusan itu.
Neuron melakukan pekerjaan mentransmisikan pikiran. Kredit gambar: Bryan Jones
Faktor-faktor saraf yang terlibat
Waktu yang diperlukan untuk semua pikiran terjadi pada akhirnya dibentuk oleh karakteristik neuron dan jaringan yang terlibat. Banyak hal yang mempengaruhi kecepatan aliran informasi melalui sistem, tetapi tiga faktor utama adalah:
- Jarak - Semakin jauh sinyal yang diperlukan untuk bepergian, semakin lama waktu reaksi. Waktu reaksi untuk gerakan kaki lebih lama daripada gerakan tangan, sebagian besar karena sinyal yang bergerak ke dan dari otak memiliki jarak yang lebih jauh untuk menutupi. Prinsip ini dengan mudah ditunjukkan melalui refleks (bagaimanapun, perhatikan bahwa refleks adalah respons yang terjadi tanpa "pemikiran" karena mereka tidak melibatkan neuron yang terlibat dalam pemikiran sadar). Pengamatan utama untuk tujuan saat ini adalah bahwa refleks yang sama muncul pada individu yang lebih tinggi cenderung memiliki waktu respons yang lebih lama daripada individu yang lebih pendek. Sebagai analogi, jika dua kurir yang mengendarai mobil ke New York pergi pada waktu yang sama dan bepergian dengan kecepatan yang persis sama, seorang kurir yang berangkat dari Washington, DC akan selalu tiba sebelum seorang yang berangkat dari Los Angeles.
- Karakteristik neuron - Lebar neuron itu penting. Sinyal dilakukan lebih cepat di neuron dengan diameter lebih besar daripada yang lebih sempit - kurir umumnya akan bergerak lebih cepat di jalan raya multi-jalur lebar daripada di jalan-jalan pedesaan yang sempit.
Sinyal saraf melompat di antara area yang terbuka di antara selubung mielin. Kredit gambar: shutterstock
Berapa banyak mielinisasi neuron juga penting. Beberapa sel saraf memiliki sel mielin yang membungkus neuron untuk menyediakan jenis selubung isolasi. Selubung mielin tidak sepenuhnya kontinu di sepanjang neuron; ada celah kecil di mana sel saraf terpapar. Sinyal-sinyal saraf secara efektif melompat dari bagian yang terpapar ke bagian yang terpapar alih-alih menjelajahi seluruh permukaan saraf. Jadi sinyal bergerak lebih cepat di neuron yang memiliki selubung mielin daripada di neuron yang tidak. Mereka akan sampai ke New York lebih cepat jika melewati dari menara telepon seluler ke menara telepon seluler daripada jika kurir mengendarai setiap inci jalan. Dalam con manusia, sinyal yang dibawa oleh neuron myelinated berdiameter besar yang menghubungkan sumsum tulang belakang dengan otot dapat bergerak dengan kecepatan mulai dari 70-120 mil per detik (m / s) (156-270 mil per jam), sementara sinyal yang bergerak di sepanjang jalur yang sama dilakukan oleh serat reseptor rasa sakit berdiameter kecil dan tidak bermielin bergerak dengan kecepatan berkisar 0,5-2 m / s (1,1-4,4 mph). Itu sangat berbeda!
- Kompleksitas - Meningkatkan jumlah neuron yang terlibat dalam pikiran berarti jarak absolut yang lebih besar yang dibutuhkan sinyal untuk melakukan perjalanan - yang berarti lebih banyak waktu. Kurir dari Washington, DC akan membutuhkan waktu lebih sedikit untuk sampai ke New York dengan rute langsung daripada jika dia bepergian ke Chicago dan Boston di sepanjang jalan. Lebih jauh, lebih banyak neuron berarti lebih banyak koneksi. Sebagian besar neuron tidak bersentuhan fisik dengan neuron lain. Sebaliknya, sebagian besar sinyal dilewatkan melalui molekul neurotransmitter yang melakukan perjalanan melintasi ruang kecil antara sel-sel saraf yang disebut sinapsis. Proses ini membutuhkan lebih banyak waktu (setidaknya 0,5 ms per sinaps) daripada jika sinyal terus dilewatkan dalam neuron tunggal. Dibawa dari Washington, DC akan memakan waktu lebih sedikit untuk sampai ke New York jika satu kurir tunggal melakukan seluruh rute daripada jika beberapa kurir terlibat, berhenti dan menyerahkan beberapa kali di sepanjang jalan. Sebenarnya, bahkan pikiran “paling sederhana” pun melibatkan banyak struktur dan ratusan ribu neuron.
Dan mereka pergi! Kredit foto: Oscar Rethwill
Seberapa cepat itu bisa terjadi
Sungguh menakjubkan untuk mempertimbangkan bahwa pemikiran tertentu dapat dihasilkan dan ditindaklanjuti dalam waktu kurang dari 150 ms. Pertimbangkan servis di baris awal. Penerimaan dan persepsi retakan senjata starter, keputusan untuk mulai berlari, mengeluarkan perintah gerakan, dan menghasilkan kekuatan otot untuk mulai berlari melibatkan jaringan yang dimulai di telinga bagian dalam dan berjalan melalui berbagai struktur sistem saraf sebelum mencapai otot-otot kaki. Semua itu bisa terjadi dalam setengah waktu sekejap mata.
Meskipun waktu untuk memulai awal sangat singkat, berbagai faktor dapat memengaruhinya. Salah satunya adalah kenyaringan dari sinyal "pergi" pendengaran. Meskipun waktu reaksi cenderung menurun karena kenyaringan "go" meningkat, tampaknya ada titik kritis dalam kisaran 120-124 desibel di mana penurunan tambahan sekitar 18 ms dapat terjadi. Itu karena suara yang keras ini dapat menghasilkan respons "mengejutkan" dan memicu respons bernyanyi yang telah direncanakan sebelumnya.
Para peneliti berpikir respons yang dipicu ini muncul melalui aktivasi pusat saraf di batang otak. Respons yang mengejutkan ini mungkin lebih cepat karena melibatkan sistem saraf yang relatif lebih pendek dan kurang kompleks - yang tidak perlu memerlukan sinyal untuk bergerak sampai ke struktur yang lebih kompleks dari korteks serebral. Suatu perdebatan dapat terjadi di sini mengenai apakah respons yang dipicu ini adalah “pikiran,” karena dapat dipertanyakan apakah keputusan yang benar untuk bertindak dibuat atau tidak; tetapi perbedaan waktu reaksi dari respons ini menggambarkan pengaruh faktor saraf seperti jarak dan kompleksitas. Refleks-refleks sukarela juga melibatkan sirkuit yang lebih pendek dan sederhana dan cenderung membutuhkan waktu lebih sedikit untuk dieksekusi daripada respons sukarela.
Seberapa baik kita mengukur kecepatan pikiran kita sendiri? Kredit gambar: William Brawley
Persepsi terhadap pikiran dan tindakan kita
Mengingat seberapa cepat hal itu terjadi, tak heran kita sering merasakan pikiran dan tindakan kita hampir seketika. Tapi ternyata kami juga hakim yang buruk ketika tindakan kami benar-benar terjadi.
Meskipun kami menyadari pikiran kami dan gerakan yang dihasilkan, disosiasi yang menarik telah diamati antara waktu kami pikir kami memulai suatu gerakan dan kapan gerakan itu benar-benar dimulai. Dalam studi, para peneliti meminta sukarelawan untuk menonton tangan kedua berputar di sekitar jam dan untuk menyelesaikan gerakan cepat jari atau pergelangan tangan, seperti penekanan tombol, kapan saja mereka mau. Setelah jarum jam menyelesaikan putarannya, orang-orang diminta untuk mengidentifikasi di mana jarum jam berada di muka jam ketika mereka memulai gerakan mereka sendiri.
Anehnya, orang-orang biasanya menilai permulaan gerakan mereka terjadi 75-100 ms sebelum ketika itu benar-benar dimulai. Perbedaan ini tidak dapat dipertanggungjawabkan hanya dengan waktu yang diperlukan untuk perintah gerakan untuk melakukan perjalanan dari otak ke otot-otot lengan (yang berada di urutan 16-25 ms). Tidak jelas persis mengapa kesalahan persepsi ini terjadi, tetapi umumnya diyakini bahwa orang-orang mendasarkan penilaian mereka atas pergerakan yang terjadi pada saat keputusan untuk bertindak dan prediksi dari gerakan yang akan datang, bukan pada gerakan itu sendiri. Temuan-temuan ini dan lainnya menimbulkan pertanyaan penting tentang perencanaan dan pengendalian tindakan dan rasa hak pilihan serta kendali kita di dunia - karena keputusan kita untuk bertindak dan persepsi kita tentang kapan kita bertindak tampaknya berbeda dari ketika kita sebenarnya melakukannya.
Singkatnya, meskipun mengukur "kecepatan pikiran" tunggal mungkin tidak pernah mungkin, menganalisis waktu yang diperlukan untuk merencanakan dan menyelesaikan tindakan memberikan wawasan penting tentang seberapa efisien sistem saraf menyelesaikan proses ini, dan bagaimana perubahan yang terkait dengan gerakan dan gangguan kognitif mempengaruhi efisiensi kegiatan mental ini.
Tim Welsh adalah Profesor Kinesiologi dan Pendidikan Jasmani di University of Toronto.
Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation.
Baca artikel aslinya.