Бросать в бейсбол сложно. Как указал xkcd только вчера, для точного броска удара требуется, чтобы кувшин выпустил мяч в чрезвычайно точный момент, делая это более чем на полмисекунды слишком рано или слишком поздно, чтобы он полностью пропустил зону удара. Поскольку нашим нервным импульсам требуется гораздо больше времени (целых пять миллисекунд), чтобы преодолеть расстояние до нашей руки, для этого умения требуется, чтобы мозг послал сигнал руке, чтобы выпустить мяч задолго до того, как рука достигла правильного броска. позиция.
Тем не менее, один подвиг, даже более сложный, чем бросание фастбола, может нанести удар. Между моментом, когда ваши глаза видят объект, и моментом, когда ваш мозг его регистрирует, задержка составляет 100 миллисекунд. В результате, когда жидкое тесто видит пролетающий фастбол со скоростью 100 миль в час, он уже сдвинулся на дополнительные 12, 5 фута к тому времени, когда его или ее мозг фактически зарегистрировал свое местоположение.
Как же тогда баттеры могут когда-либо вступать в контакт с быстрыми шарами со скоростью 100 миль в час - или, если уж на то пошло, с заменой на 75 миль в час?
В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Neuron, исследователи из Калифорнийского университета в Беркли использовали фМРТ (функциональную магнитно-резонансную томографию), чтобы точно определить механизмы предсказания в мозге, которые позволяют нападающим отслеживать высоту звука (и позволяют разного рода людям предвидеть пути движения объектов в генеральный). Они обнаружили, что мозг способен эффективно «продвигать» объекты вперед по их траектории с момента, когда он впервые видит их, моделируя их путь в зависимости от их направления и скорости и позволяя нам неосознанно проецировать то, где они будут через мгновение.
Исследовательская группа поместила участников в аппарат МРТ (который измеряет кровоток в различных частях мозга в режиме реального времени) и заставил их посмотреть на экран, показывающий «эффект перетаскивания вспышки» (ниже), визуальную иллюзию, в которой движущийся фон заставляет мозг ошибочно интерпретировать кратковременные всплывающие неподвижные объекты как движущиеся. «Мозг интерпретирует вспышки как часть движущегося фона и поэтому использует свой механизм прогнозирования для компенсации задержек при обработке», - сказал Геррит Маус, ведущий автор газеты, в заявлении для прессы.
Поскольку мозг участников думал, что эти кратковременные мигающие окна движутся, ученые предположили, что область их мозга, ответственная за предсказание движения объектов, будет демонстрировать повышенную активность. Точно так же, когда показано видео, в котором фон не двигался, а мигающие объекты действительно двигались, тот же механизм предсказания движения вызывал бы аналогичную активность нейронов. В обоих случаях область V5 их зрительной коры показала отличительную активность, предполагая, что эта область является домом для возможностей прогнозирования движения, которые позволяют нам отслеживать быстро движущиеся объекты.
Ранее, в другом исследовании, та же команда сосредоточилась на области V5, используя транскраниальную магнитную стимуляцию (которая влияет на деятельность мозга), чтобы разрушить область, и обнаружила, что участники были менее эффективны в прогнозировании движения объектов. «Теперь мы можем не только увидеть результаты прогнозирования в области V5, но мы также можем показать, что он причинно связан с тем, что позволяет нам точно видеть объекты в прогнозируемых положениях», - сказал Маус.
Нет ничего страшного в том, чтобы предположить, что этот механизм прогнозирования у некоторых людей более изощренный, чем у других, поэтому большинство из нас вздохнет, пытаясь ударить по быстрому мячу кувшина высшей лиги.
Исследователи говорят, что сбой в этом механизме может возникнуть у людей, у которых есть расстройства восприятия движения, такие как акинетопсия, из-за которых способность видеть неподвижные объекты совершенно нетронутой, но человек практически слеп для всего, что находится в движении. Лучшее понимание того, как неврологическая активность в области V5, наряду с другими областями головного мозга, позволяет нам отслеживать и прогнозировать движение, может в долгосрочной перспективе помочь нам разработать методы лечения таких расстройств.
