Câtă energie consumă creierul uman? Vom putea construi vreodată un computer la fel de eficient?

Câtă energie consumă creierul uman? În prezent, computerele au devenit incredibil de puternice. Pot calcula trilioane de zecimale ale lui pi sau pot influența comportamentele umane, însă costul este uriaș: impact asupra mediului, consum masiv de energie și apă. Iar ironia este că există deja un „computer” mult mai eficient decât orice Inteligență Artificială (AI) și îl avem fiecare dintre noi. 

Câtă energie consumă creierul uman? Creierul uman este extrem de eficient energetic. „Poate realiza echivalentul unui exaflop (un miliard de miliarde de operații pe secundă) folosind doar 20 de wați”, explica în 2023 cercetătorul Advait Madhavan, de la NIST (SUA).

• Multivitaminele zilnice ar putea încetini ușor îmbătrânirea biologică
• Test de cultură generală. Ghimbirul este legumă sau fruct?

Deși reprezintă doar 2% din masa corpului, creierul consumă aproximativ 20% din energia zilnică. Totuși, asta înseamnă doar circa 340 de calorii pe zi, echivalentul a mai puțin de trei banane sau al unui bec de 60W aprins câteva ore, explică matematiciana dr. Katie Spalding.

În comparație, unul dintre cele mai puternice supercomputere din lume, Frontier de la Oak Ridge, atinge același nivel de performanță, dar are nevoie de aproximativ 20 de megawați, de un milion de ori mai multă energie. Funcționarea lui timp de o zi ar necesita sute de tone de combustibil și ar produce cantități masive de CO2, scrie IFL Science.

Câtă energie consumă creierul uman? Se pare că aproximativ cât un bec

În acest context, devine clar că actualul model de dezvoltare a tehnologiei nu este sustenabil pe termen lung. Întrebarea este: putem face mai bine?

Un mit popular spune că folosim doar 10% din creier. Nu este adevărat, folosim aproape tot creierul, dar nu simultan. „Creierul are aproximativ 100 de miliarde de neuroni, pe care îi folosește selectiv pentru diferite sarcini”, explica în 2024 profesorul Chang Xu.

Cu doar câteva zeci de wați, creierul poate coordona întregul corp, genera gânduri și imagini și procesa informații extrem de rapid. De exemplu, atunci când prinzi o minge, creierul calculează poziția și traiectoria aproape instantaneu și coordonează mișcarea, totul în câteva milisecunde.

Secretul acestei eficiențe stă în modul de funcționare. Calculatoarele procesează informația în pași secvențiali, unde fiecare etapă depinde de cea anterioară. În schimb, creierul folosește și procesare paralelă masivă: multe operații au loc simultan, prin rețele complexe de neuroni.

Astfel, în loc să analizeze o minge pas cu pas, creierul extrage simultan informații despre poziție, direcție și viteză, iar comenzile către mușchi sunt trimise în paralel.

Această diferență îi face pe ingineri să se întrebe dacă nu ar trebui să regândească complet modul în care construim computerele. Modelele actuale de AI, bazate pe metode precum backpropagation, nu reflectă modul în care funcționează creierul.

Pentru a crea sisteme mai eficiente, cercetătorii explorează alternative inspirate din biologie, precum învățarea de tip hebbian sau mecanismele de plasticitate neuronală.

Care este viitorul computerelor?

De exemplu, o direcție promițătoare este Topographical Sparse Mapping, unde conexiunile dintre neuroni sunt limitate doar la vecinătatea apropiată, reducând drastic consumul de energie. O variantă îmbunătățită elimină conexiunile inutile, similar modului în care creierul își optimizează rețelele.

Astfel de sisteme ar putea învăța mai rapid, consuma mai puțină energie și funcționa mai eficient. În același timp, cercetătorii încearcă să creeze un AI capabil să lucreze cu informații incomplete și să proceseze date într-un mod mai apropiat de gândirea umană.

Concluzia este clară: viitoarele computere vor arăta foarte diferit față de cele actuale. Inspirându-se din creier, acestea ar putea deveni nu doar mai puternice, ci și mult mai eficiente energetic, un pas esențial într-o lume în care resursele devin tot mai limitate.

Vă recomandăm să citiți și:

Mituri și realități despre cum ne încălzim în lunile reci

Aditivii din alimentele procesate, sub lupa cercetătorilor: ce efect au asupra microbiomului intestinal

De ce vorbitul cu străinii este recomandat și ce pierdem atunci când renunțăm la acest reflex?

DMT, substanța psihedelică din ayahuasca, ar putea deveni terapie pentru depresie