https://frosthead.com

כיצד המוח האנושי עוקב אחר כדור מהיר של 100 קמ"ש

לזרוק בייסבול זה קשה. כפי שציין xkcd רק אתמול, זריקת שביתה מדויקת דורשת שקנקן ישחרר את הכדור ברגע מדויק במיוחד - פעולה של כך יותר מחצי אלפיות השנייה מוקדם מדי או מאוחר מדי גורמת לו להחמיץ את אזור השביתה לחלוטין. מכיוון שלוקח הרבה יותר זמן (מלא של חמש אלפיות שנייה) רק לדחפים העצביים שלנו לכסות את מרחק הזרוע שלנו, ההישג הזה מחייב את המוח לשלוח אות ליד כדי לשחרר את הכדור היטב לפני שהזרוע הגיעה לזריקתו הראויה עמדה.

ההצגה האחת אפילו קשה יותר מזריקת כדור מהיר, עלולה להכות בזה. יש עיכוב של 100 אלפיות השנייה בין הרגע שעיניך רואות חפץ לרגע שהמוח שלך רושם אותו. כתוצאה מכך, כאשר הבלילה רואה כדור מהיר עובר במהירות של 100 קמ"ש, הוא כבר עבר מטר של מטר נוסף עד שהמוח שלו רשם את מיקומו בפועל.

איך אם כן, לוחמים מצליחים אי פעם ליצור קשר עם כדור מהיר של 100 קמ"ש - או, לצורך העניין, החלפות 75 קמ"ש?

במחקר שפורסם היום בכתב העת Neuron, חוקרי UC Berkeley השתמשו ב- fMRI (הדמיית תהודה מגנטית פונקציונאלית) כדי לאתר את מנגנוני החיזוי במוח המאפשרים לפגשים לעקוב אחר המגרשים (ולאפשר לכל מיני אנשים לדמיין את הנתיבים של עצמים נעים בתוך כללי). הם גילו שהמוח מסוגל "לדחוף" עצמים קדימה במסלול שלהם מהרגע שהוא רואה אותם, לדמות את דרכם על סמך הכיוון והמהירות שלהם, ולאפשר לנו להקפיד במודע איפה שהם יהיו רגע אחר כך.

צוות המחקר הכניס את המשתתפים למכונת fMRI (המודדת את זרימת הדם לחלקים שונים של המוח בזמן אמת) והביא להם לצפות במסך המציג את "אפקט גרירת הבזק" (להלן), אשליה חזותית בה רקע נע. גורם למוח לפרש בטעות עצמים נייחים שהבהבו בקצרה כמתנועעים. "המוח מפרש את ההבזקים כחלק מהרקע המרגש, ולכן הוא מנגנון החיזוי שלו כדי לפצות על עיכובים בעיבוד, " אמר חרט מאוס, מחבר הראשי של העיתון, בהצהרה לעיתונות.

מכיוון שמוחם של המשתתפים חשב שהתיבות המהבהבות הקצרות הללו זזות, החוקרים העלו השערה כי אזור מוחם האחראי לחיזוי תנועתם של חפצים יראה פעילות מוגברת. באופן דומה, כאשר מוצג סרטון בו הרקע לא זז אך האובייקטים המהבהבים אכן עשו זאת, אותו מנגנון חיזוי תנועה יגרום להופעת פעילות עצבית דומה. בשני המקרים, אזור V5 של קליפת המוח החזותית שלהם הראה פעילות מובחנת, מה שמרמז כי אזור זה מהווה את יכולות חיזוי התנועה המאפשרות לנו לעקוב אחר עצמים הנעים במהירות.

בעבר, במחקר אחר, אותו צוות השלים באזור V5 באמצעות גירוי מגנטי טרנס-גולני (מה שמפריע לפעילות המוח) כדי לשבש את האזור וגילה שהמשתתפים פחות יעילים לחזות את תנועת העצמים. "עכשיו לא רק שנוכל לראות את תוצאת התחזית באזור V5, אלא גם ניתן להראות שהוא מעורב באופן סיבתי באפשרותנו לראות אובייקטים במדויק בעמדות חזויות, " אמר מאוס.

אין זה קפיצת מדרגה להניח שמנגנון החיזוי הזה מתוחכם יותר בקרב אנשים מאחרים - וזו הסיבה שרובנו היינו מריבים כשמנסים לפגוע בכדור המהיר של כד קלע בליגה.

החוקרים אומרים כי כישלון במנגנון זה יכול להיות בעבודה בקרב אנשים הסובלים מהפרעות בתפיסת תנועה כמו אקינטופסיה, מה שמותיר את היכולת לראות חפצים נייחים שלמים לחלוטין אך הופך את האדם לעיוור למה שנמצא בתנועה. הבנה טובה יותר כיצד הפעילות הנוירולוגית באזור V5 - יחד עם אזורים אחרים במוח - מאפשרת לנו לעקוב אחר תחזית ותנועה יכולה בטווח הארוך לעזור לנו לפתח טיפולים לסוג ההפרעות הללו.

כיצד המוח האנושי עוקב אחר כדור מהיר של 100 קמ"ש