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Gehirn versus Computer
Kann man das menschliche Gehirn mit einem Computer vergleichen? Oder ist das menschliche Gehirn ein Computer?
Gehirn versus Computer
Klar ist jedenfalls, dass heutige PCs, Laptops oder Smartphones mit der Arbeitsweise und den Fähigkeiten des menschlichen Gehirns nicht mithalten können.
Auf der anderen Seite sind Computer in vielen Aufgaben dem menschlichen Gehirn wiederum weit überlegen. Versuchen Sie doch einmal, 123423434134432 durch 22333.34 im Kopf in einer Mikrosekunde auszurechnen. Eine anregende Einstiegslektüre zu diesem Thema ist zum Beispiel Roger Penroses' Buch „Computerdenken“, aber auch Manfred Spritzers Buch „Geist im Netz“ sei dem Leser empfohlen. Die folgende Tabelle stellt typische Eigenschaften des Gehirns und des Computers einander gegenüber. Diese Tabelle ist allemal nützlich, denn die Debatte über diese beiden informationsverarbeitenden Systeme hat im Grunde gerade erst begonnen.
| Gehirn | Computer |
|---|---|
| ca. $10^{11}$ Neuronen | ca. $10^9$ Transistoren |
| massive parallele Verarbeitung | Grundsätzlich erst einmal seriell (parallele Verarbeitung mit wenigen Einheiten aber bereits verwirklicht) |
| im allgemeinen hohe Fehlertoleranz | geringe Fehlertoleranz (ein defekter Kondensator reicht für einen Totalausfall aus) |
| langsame Rechengeschwindigkeit einzelner Schaltvorgänge (ca. $10^3 / s $) | sehr schnelle Rechengeschwindigkeit (> 1 Millionen mal schneller als das Gehirn) einzelner Schaltvorgänge (ca. $10^9 /s$) |
| Rechengeschwindigkeit des Gesamtsystems ca. $10^{12} /s$ | Rechengeschwindigkeit des Gesamtsystems ca. $10^{10} /s$ |
| Gehirn versus Computer - ein Vergleich | |
Die 100-Schritt Regel
Wieso ist das Gehirn insgesamt schneller, obwohl der einzelne Schaltvorgang im Computer mehr als 1 Mio.. mal schneller als im Gehirn abläuft? Das Geheimnis liegt in der massiven Parallelverarbeitung des biologischen Vorbildes.
Wir zitieren (http://de.wikipedia.org/wiki/100-Schritt-Regel):
„Ein Mensch kann einen ihm bekannten Gegenstand oder eine bekannte Person innerhalb von 100 Millisekunden erkennen. Dabei sind bei einer angenommenen Verarbeitungszeit einer Nervenzelle von 1 ms maximal 100 sequentielle Verarbeitungsschritte im Gehirn des Menschen nötig.“
Da ein Computer sequentiell arbeitet, bestimmt diese Regel somit die Komplexität und Leistungsfähigkeit der verwendeten Algorithmen. Mit lediglich 100 Verarbeitungsschritten braucht man jedenfalls gar nicht erst zu versuchen, mit einem herkömmlichen Computer ein Programm zur Personenerkennung zu schreiben.
Wir wollen noch anmerken, dass durch die 100-Schritt-Regel nicht tatsächlich etwas über die Anzahl der notwendigen Schritte ausgesagt wurde, um eine solche Aufgabe zu bewältigen, denn das Gehirn rechnet massiv parallel.