우리 두뇌가 빠른 물체가 어디로 갈지 예측하는 방법

: By 셰릴 크리 츨리

어떻게 우리의 두뇌가 빠른 대상이 갈지를 예측합니다.
사진 크레딧 : 플리커 (Flickr)

새로운 연구에서는 스포츠 스타와 같은 일부 사람들이 빠르게 움직이는 물체를 다른 사람들보다 훨씬 더 빠르게 예상하고 반응하는 이유를 설명할 수 있습니다.

Serena Williams가 빛처럼 빠른 테니스 서브를 반환했을 때 우리 대부분은 그녀의 기술과 속도에 놀랐습니다. 인간의 두뇌가 그것을 실현하기 위해 극복한 것을 고려하면, 이런 종류의 업적은 기적에 가깝습니다.

파리와 같이 움직이는 물체를 볼 때 우리는 그것을 현재에서 경험합니다. 그러나 뇌가 눈의 이미지를 처리하는 방식이 지연된다는 것은 시각적 사건에 대한 우리의 인식이 그 발생보다 뒤처진다는 것을 의미합니다.

"파리와 같은 물체가 예측할 수 없이 움직이고 여전히 그 위치를 추정할 때 우리는 결코 존재하지 않았던 곳에서 그것들을 보게 됩니다."

그래서 파리를 치거나 움직이는 공을 잡을 수 있도록 뇌는 이러한 지연을 극복할 수 있는 방법을 개발했습니다. 이는 우리가 이러한 지연을 인식하지 못하고 빠르게 움직이는 물체와도 매우 효율적으로 상호 작용할 수 있음을 의미합니다.

연구자들은 이 현상을 조사한 결과 사람들이 표적을 향해 눈을 움직이는 지연이 표적을 인식하는 위치를 예측하고 어떤 사람들은 다른 사람들보다 이를 더 잘한다는 것을 발견했습니다.

멜버른 대학교 심리과학부의 선임 연구원인 Hinze Hogendoorn은 그런 다음 뇌는 표적이 다음에 무엇을 할 것인지를 알아낸다고 말합니다.

“멋진 점은 뇌가 눈 움직임에 걸리는 시간을 명백히 '알고', 이를 사용하여 눈 움직임을 보낼 방향을 계산하고, 동일한 신호를 사용하여 물체가 어디에 있는지 알려준다는 것입니다. 우선,” Hogendoorn이 설명합니다.

“따라서 이는 우리가 표적을 보는 곳으로 눈을 움직인다는 직관적인 개념을 뒤집은 것입니다. 대신 눈의 움직임은 우리는 만들거야 우리가 눈을 움직이는 대상을 보는 위치를 결정합니다.”라고 그는 말합니다.

"파리와 같은 물체가 예측할 수 없이 움직이고 여전히 그 위치를 추정할 때 우리는 결코 존재하지 않았던 곳에서 그것들을 보게 됩니다."

'현재를 예측하다'

이 신문은 신경 과학의 저널에서는 뇌가 위치를 결정하기 위해 오래된 정보에 의존하기 때문에 움직이는 물체를 정확히 찾아내는 데 어려움을 겪는 신경계의 전송 지연을 살펴봅니다.

"현재 효과적으로 행동하려면 뇌가 감각 정보의 전송 및 처리에서 손실된 시간뿐만 아니라 운동 프로그램을 준비하고 실행하는 데 소요될 예상 시간도 보상해야 합니다."라고 저자는 썼습니다. "이러한 지연을 고려하지 않으면 움직이는 물체의 잘못된 위치 파악과 잘못된 타겟팅이 발생합니다."

연구 참가자들은 움직이는 고리 모양의 표적의 인지된 위치를 컴퓨터 마우스로 표시해야 했습니다. 흑백 세그먼트는 계속 이동했지만 점차 균일한 어두운 회색으로 변경되었습니다.

"인식부터 행동까지 전체 시스템으로서 지연이 얼마나 오래 걸릴지 알아야 합니다."

연구원들은 관찰자들에게 목표물이 완전히 회색이 되자마자 마우스를 움직이기 시작하도록 요청했습니다.

연구원들은 시각 시스템이 다가오는 빠른 안구 운동의 공간적, 시간적 특성을 사용하여 행동과 인식을 위한 시각적 개체의 위치를 파악한다는 사실을 발견했습니다.

"이 직관에 반하는 발견은 동작 외삽 메커니즘이 인간 두뇌의 신경 전달 지연의 행동 영향을 줄이는 데 작용할 뿐만 아니라 이러한 메커니즘이 지각 및 안구 운동 시스템에서 밀접하게 일치한다는 점을 보여주기 때문에 중요합니다. 이러한 메커니즘은 전체적으로 상호 연결된 영역입니다. 다양한 안구 운동을 제어하기 위해 상호 작용하는 중추 신경계입니다.”라고 Hogendoorn은 말합니다.

“한 가지 설명은 뇌가 예측을 통해 자신의 지연을 극복한다는 것입니다. 세상에서 물체가 어떻게 움직이는지에 대해 알고 있는 정보를 사용함으로써 뇌는 알려진 지연을 보상하기 위해 미리 작업할 수 있으며 본질적으로 현재를 예측할 수 있습니다.”라고 그는 설명합니다.

외삽 전문가

시각적 동작에서는 움직이는 물체의 미래 위치를 이전 샘플을 기반으로 추정할 수 있습니다. 연구팀은 최근 이러한 신경 메커니즘이 뇌가 움직이는 물체의 위치를 나타내는 지연을 실제로 줄여준다는 사실을 입증했습니다.

Hogendoorn은 "뇌가 처리 지연을 보상하지 않으면 놓칠 수 있는 빠르게 움직이는 공을 잡을 수 있습니다. 과거 궤적에 대한 충분한 정보가 제공되면 공의 미래 위치를 추정할 수 있기 때문입니다."라고 말합니다.

"움직이는 공을 정확하게 잡으려면 뇌가 들어오는 시각 정보 처리에 내재된 지연뿐만 아니라 손과 팔 움직임의 계획 및 실행으로 인해 발생하는 추가 지연도 보상해야 합니다."라고 그는 설명합니다. .

Hogendoorn은 “현재 효과적으로 기능하려면 해당 감각 정보의 전송 및 처리에 소요되는 시간을 정확하게 계산하는 예측 메커니즘이 필요합니다.”라고 말합니다. "다음 모터 프로그램을 준비하고, 관련 모터 명령을 전송하고, 해당 이펙터를 실제로 움직이는 데 소요될 예상 시간은 물론, 이 모든 작업에 최대 약 0.5초가 걸릴 수 있습니다."

“그때에는 빠른 크리켓 공이나 테니스 공이 10미터 이상 움직였을 것입니다. 사람이 때릴 수도 있고 잡을 수도 있다는 게 참 신기해요.”