Einen Baseball zu werfen ist schwer. Wie xkcd erst gestern betonte, muss ein Werfer den Ball zu einem äußerst präzisen Zeitpunkt abwerfen. Wenn er dies mehr als eine halbe Millisekunde zu früh oder zu spät tut, verfehlt er die Trefferzone vollständig. Da es viel länger dauert (volle fünf Millisekunden), bis unsere Nervenimpulse die Entfernung unseres Arms zurückgelegt haben, muss das Gehirn ein Signal an die Hand senden, um den Ball gut freizugeben, bevor der Arm seinen richtigen Wurf erreicht hat Position.
Die eine Leistung, die noch schwieriger ist als das Werfen eines Fastballs, könnte jedoch darin bestehen, einen zu treffen. Es gibt eine Verzögerung von 100 Millisekunden zwischen dem Moment, in dem Ihre Augen ein Objekt sehen und dem Moment, in dem Ihr Gehirn es registriert. Wenn ein Schlagmann einen Fastball mit einer Geschwindigkeit von 100 Meilen pro Stunde vorbeifliegen sieht, hat er sich bereits um weitere 12, 5 Fuß bewegt, bis sein Gehirn seinen Standort tatsächlich registriert hat.
Wie schaffen es Batters dann jemals, Kontakt mit 100 Meilen pro Stunde Fastballs aufzunehmen - oder, was das angeht, mit 75 Meilen pro Stunde Change-Ups?
In einer Studie, die heute in der Fachzeitschrift Neuron veröffentlicht wurde, verwendeten die Forscher von UC Berkeley fMRI (Functional Magnetic Resonance Imaging), um die Vorhersagemechanismen im Gehirn zu bestimmen, die es Schlagern ermöglichen, Tonhöhen zu verfolgen (und allen Arten von Menschen zu ermöglichen, sich die Wege von sich bewegenden Objekten vorzustellen) Allgemeines). Sie stellten fest, dass das Gehirn in der Lage ist, Objekte von dem Moment an, in dem es sie zum ersten Mal sieht, auf ihrer Flugbahn voranzutreiben, ihren Weg anhand ihrer Richtung und Geschwindigkeit zu simulieren und es uns zu ermöglichen, unbewusst zu projizieren, wo sie einen Moment später sein werden.
Das Forschungsteam setzte die Teilnehmer in eine fMRT-Maschine ein (die den Blutfluss zu verschiedenen Teilen des Gehirns in Echtzeit misst) und ließ sie einen Bildschirm beobachten, der den „Flash-Drag-Effekt“ (unten) zeigt, eine visuelle Illusion mit einem sich bewegenden Hintergrund Bewirkt, dass das Gehirn kurz aufblitzende stationäre Objekte fälschlicherweise als bewegend interpretiert. "Das Gehirn interpretiert die Blitze als Teil des sich bewegenden Hintergrunds und setzt daher seinen Vorhersagemechanismus ein, um Verarbeitungsverzögerungen auszugleichen", sagte Gerrit Maus, der Hauptautor der Zeitung, in einer Presseerklärung.
Da die Gehirne der Teilnehmer glaubten, diese kurz blinkenden Kästchen bewegten sich, vermuteten die Forscher, dass der Bereich ihres Gehirns, der für die Vorhersage der Bewegung von Objekten verantwortlich ist, eine erhöhte Aktivität aufweisen würde. Wenn ein Video gezeigt wird, bei dem sich der Hintergrund nicht bewegte, die blinkenden Objekte jedoch tatsächlich, würde derselbe Bewegungsvorhersage-Mechanismus eine ähnliche Neuronenaktivität hervorrufen. In beiden Fällen zeigte die V5-Region ihres visuellen Kortex eine ausgeprägte Aktivität, was darauf hindeutet, dass in diesem Bereich die Funktionen zur Bewegungsvorhersage vorhanden sind, mit denen sich schnell bewegende Objekte verfolgt werden können.
Zuvor hatte dasselbe Team in einer anderen Studie die V5-Region mithilfe der transkraniellen Magnetstimulation (die die Gehirnaktivität stört) untersucht und festgestellt, dass die Teilnehmer bei der Vorhersage der Bewegung von Objekten weniger effektiv waren. "Jetzt können wir nicht nur das Ergebnis der Vorhersage in Bereich V5 sehen, sondern auch zeigen, dass dies kausal dazu beiträgt, dass wir Objekte an vorhergesagten Positionen genau sehen können", sagte Maus.
Es ist kein großer Sprung anzunehmen, dass dieser Vorhersagemechanismus bei einigen Menschen ausgefeilter ist als bei anderen - weshalb die meisten von uns schnuppern würden, wenn sie versuchen, den Fastball eines großen Liga-Pitchers zu treffen.
Ein Versagen dieses Mechanismus könnte laut den Forschern bei Menschen mit Bewegungswahrnehmungsstörungen wie Akinetopsie zum Tragen kommen, bei denen die Fähigkeit, stationäre Objekte vollständig zu sehen, erhalten bleibt, eine Person jedoch für alles, was sich in Bewegung befindet, im Wesentlichen blind ist. Ein besseres Verständnis, wie die neurologische Aktivität in der V5-Region - zusammen mit anderen Bereichen des Gehirns - es uns ermöglicht, Bewegungen zu verfolgen und vorherzusagen, könnte uns langfristig helfen, Therapien für diese Art von Störungen zu entwickeln.
