Мы чувствуем, что живем настоящим. Когда мы открываем глаза, мы воспринимаем внешний мир таким, какой он есть сейчас. Но на самом деле мы живем немного в прошлом.
Требуется время, чтобы информация из наших глаз достигла нашего мозга, где она обрабатывается, анализируется и в конечном итоге интегрируется в сознание. Из-за этой задержки информация, доступная нашему сознательному опыту, всегда устарела.
Так почему же мы не замечаем этих задержек и как мозг позволяет нам чувствовать, что мы воспринимаем мир в реальном времени??
Мы живем в прошлом
Подумайте о том, чтобы поймать мяч. Для того, чтобы информация из глаза достигла мозга, требуется несколько десятков миллисекунд, и около 120 мс, прежде чем мы сможем предпринять действия на основе этой информации. В это время мяч продолжает двигаться, поэтому информация мозга о том, где мяч находится, всегда будет отставать от того, где мяч находится на самом деле.
В таких видах спорта, как теннис, крикет и бейсбол, мячи движутся со скоростью значительно выше 100 км в час, что означает, что мяч может перемещаться более чем на 3 метра за это время. Ясно, что если бы мы воспринимали положение мяча на основе самой последней информации, доступной нашему мозгу, мы бы никогда не смогли поймать или ударить его с какой-либо точностью. Так как же мозг позволяет нам видеть, где находится мяч, а не где он был??
Мы исследовали этот вопрос в нашем исследовании, опубликованном сегодня в Proceedings of the National Academy of Sciences. Мы показывали участникам движущиеся объекты и записывали их мозговую активность. Мы подозревали, что мозг может решить проблему задержки, делая прогнозы. В случае движущегося объекта он может экстраполировать положение объекта вперед по его предполагаемой траектории.
Если бы это было правдой, рассуждали мы, тогда он должен был бы выйти за пределы, когда объект внезапно исчезнет. В конце концов, мозгу нужно время, чтобы "обнаружить" что объект исчез, и в течение этого времени он будет продолжать экстраполировать. В результате мозг ненадолго "видеть" объект за точкой, где он исчез.
Мозг предсказывает, прежде чем глаза увидят
Это именно то, что мы наблюдали в записях нашего мозга. Когда движущийся объект внезапно исчез (например, при движении по часовой стрелке по кругу и исчезновении в позиции 12 часов), наши записи показали, что какое-то время мозг наших участников действовал точно так, как если бы объект все еще был там и все еще движется, в положении “1 час”.
Другими словами, мозг был "видя" объект на основе того, где он ожидал, что объект должен быть, а не на основе реальной информации от глаз. Этот образец мозговой активности исчез только после того, как информация от глаз поступила в мозг, чтобы сказать ему, что объект на самом деле исчез.
Мы также исследовали, что происходит, когда объект меняет направление, а не исчезает. Как и раньше, мы полагали, что мозг не будет знать об изменении направления, пока не получит эту информацию от глаз. Поэтому он должен снова промахнуться, экстраполируя объект за точку, в которой он изменил направление. Когда мозг обнаруживает, куда на самом деле пошел объект, он должен догнать его.
Наш мозг переписывает нашу собственную историю
Наши записи снова показали именно то, что. Когда объект внезапно изменил направление, потребовалось некоторое время, прежде чем мозг обнаружил. В течение этого времени он продолжал экстраполировать положение объекта по его исходной траектории. Когда наконец поступила информация о фактическом положении объекта, исходный прогноз был быстро перезаписан. Мозг скрыл свои ошибочные прогнозы.
Это сокрытие интригует, потому что мозг по сути переписывает свою историю. Это говорит "объекта здесь никогда не было" после того, как поместил его туда сам. И ежедневный опыт подсказывает нам, что это сокрытие очень эффективно. В конце концов, когда мы смотрим на мяч, прыгающий по полу, мы не видим, как мяч выходит за пределы пола.
Или мы? Наши результаты показывают, что, возможно, очень кратко, мы действительно видим движущиеся объекты в их экстраполированных положениях до того, как наш мозг обнаружит их ошибки. Таким образом, в течение очень короткого промежутка времени мы видели, как мяч прыгает через пол. Но когда это оказывается неверным, наш мозг – в истинно оруэлловском стиле – спешно заметает следы и настаивает на том, что всегда знал, где на самом деле находился объект.