Photo Credit: Flickr

Ny forskning kan forklare hvorfor noen mennesker som sportstjerner forventer og reagerer på raskflyttende objekter mye raskere enn andre.

Når Serena Williams returnerer en lynrask tennisserver-de fleste av oss, undrer seg over hennes ferdigheter og fart. Tatt i betraktning hva den menneskelige hjernen overvinter for å få det til å skje, er disse typer prestasjoner intet mindre enn mirakuløse.

Når vi ser på et bevegelige objekt, som en fly, opplever vi det i nåtiden. Men forsinkelser i hvordan hjernen behandler bildet fra øyet betyr at vår bevissthet om visuelle hendelser ligger bak deres forekomst.

"Når objekter som fluer beveger seg uforutsigbart og vi fremdeles ekstrapolerer deres plasseringer, ender vi med å se dem på steder der de aldri var."

For å gjøre det mulig å svømme en flytur eller ta en bevegelig ball, har hjernen utviklet en måte å overvinne denne tøylen på. Dette betyr at vi ikke er klar over denne forsinkelsen og kan samhandle med selv raskt bevegelige objekter ekstremt effektivt.

Forskere undersøkte dette fenomenet og fant at forsinkelsen som folk gjør øyebevegelser til et mål forutser hvor de oppfatter målet, og noen gjør dette bedre enn andre.

Hinze Hogendoorn, seniorforsker i psykologisk vitenskapsskole ved Universitetet i Melbourne, sier hjernen utarbeider deretter hva målet vil gjøre neste gang.

"Den kule tingen om det er at hjernen tilsynelatende 'vet' hvor lenge øyebevegelsen skal ta, bruker det for å beregne i hvilken retning å sende øyebevegelsen, og bruker også det samme signalet for å fortelle bevissthet hvor objektet er i første omgang, forklarer hogendoorn.

"Så det er en reversering av det intuitive forestillingen om at vi gjør øyebevegelser til stedet der vi ser målet. I stedet øyet bevegelse som vi skal gjøre bestemmer hvor vi ser målet som vi gjør øyebevegelsen til, "sier han.

"Når objekter som fluer beveger seg uforutsigbart og vi fremdeles ekstrapolerer deres plasseringer, ender vi med å se dem på steder der de aldri var."

"Forutsi nåtiden"

Papiret, som vises i Journal of Neuroscience, ser på overføringsforsinkelser i nervesystemet som utgjør utfordringer for å identifisere bevegelige objekter på grunn av hjernens tillit til utdatert informasjon for å bestemme sin posisjon.

"Å handle effektivt i nåtiden krever at hjernen kompenserer ikke bare for tiden som går tapt i overføring og behandling av sensorisk informasjon, men også for forventet tid som vil bli brukt til å forberede og utføre motorprogrammer," skriver forfatterne. "Hvis du ikke tar hensyn til disse forsinkelsene, vil det føre til feil lokalisering og feilmålretting av bevegelige objekter."

Deltakere i studien måtte indikere den oppfattede posisjonen til et bevegelig ringformet mål med en datamus. Svart-hvitt-segmentene fortsatte å bevege seg, men endret seg gradvis til ensartet mørkegrå.

"Som et helt system fra oppfattelse til handling, må du vite hvor lenge forsinkelsen vil være underveis."

Forskerne spurte observatørene om å begynne å bevege musen så snart målet var helt grå.

Forskere fant at det visuelle systemet bruker de romlige og tidsmessige egenskapene til en kommende rask øyebevegelse for å lokalisere visuelle objekter for handling og oppfatning.

"Dette motstridende funn er viktig fordi det ikke bare viser at bevegelses-ekstrapolasjonsmekanismer arbeider for å redusere den adferdsmessige effekten av neurale overføringsforsinkelser i den menneskelige hjerne, men også at disse mekanismene er nært tilpasset de perceptuelle og oculomotoriske systemene - disse er sammenhengende regioner gjennom Sentralnervesystemet som samhandler for å kontrollere ulike øyebevegelser, sier Hogendoorn.

"En forklaring er at hjernen overvinter sine egne forsinkelser gjennom prediksjon. Ved å bruke hva den vet om hvordan objekter beveger seg i verden, kan hjernen jobbe for å kompensere for kjente forsinkelser, i hovedsak å forutsi nåtiden, "forklarer han

Ekstrapoleringseksperter

I visuell bevegelse kan den fremtidige posisjonen til et bevegelige objekt bli ekstrapolert basert på tidligere prøver. Teamet demonstrerte nylig at disse nevrale mekanismene faktisk reduserer lagret som hjernen representerer posisjonen til et bevegelige objekt.

"En raskflyttende ball, som du ville savne hvis hjernen ikke kompenserte for foredlingsforsinkelser, kan bli fanget fordi den fremtidige plasseringen kan ekstrapoleres med tanke på nok informasjon om sin tidligere bane," sier Hogendoorn.

"Nøyaktig å fange den bevegelige ballen krever videre at hjernen kompenserer, ikke bare for forsinkelser som er iboende i behandlingen av innkommende visuelle opplysninger, men også for de ytterligere forsinkelser som påløper ved planlegging og utførelse av hånd- og armbevegelsen," forklarer han .

"Effektivt fungerende i nåtiden krever en prediktiv mekanisme som nøyaktig utarbeider tiden som går tapt i overføring og behandling av den sensoriske informasjonen," sier Hogendoorn. "I tillegg til den forventede tiden som vil gå tapt i forberedelsene til neste motorprogram, overfører de tilhørende motorkommandoene, og faktisk flytter de tilsvarende effektorene, alt dette kan ta opptil omtrent et halvt sekund."

"I den tiden har en rask cricket eller tennisball flyttet mer enn ti meter. At en person kan slå den eller fange den - det er ganske utrolig. "

"Fra oppfatning til handling"

Hogendoorn sier at funnene stemmer overens med og utvider tidligere forskning, ved å vise at bevegelses-ekstrapoleringsmekanismer er knyttet til jevne og raske øyebevegelser.

Som for elite idrettsutøvere, sier han at de kunne ha en iboende evne til å behandle all denne informasjonen raskere og mer nøyaktig enn andre, eller utvikle den gjennom praksis. Eller kanskje begge deler.

"Det faktum at folk er i stand til å gjøre det, betyr at de er veldig gode til å ekstrapolere og forutsi hvor ting vil være og når, sier Hogendoorn.

"Som et helt system fra oppfattelse til handling, må du vite hvor lenge forsinkelsen vil være underveis."

Så selv om du kanskje ikke er en idrettsutøver i verdensklasse, kan du fortsatt beundre den rene datakraften i din egen hjerne neste gang du prøver å fange en ball.

kilde: University of Melbourne

Relaterte bøker

at InnerSelf Market og Amazon