涨知识了,你的大脑原来可以预测未来

在玩游戏时,我们为了将技能打中别人,就会对敌人的走位进行“预判”,并将技能提前放到预判敌人的走位上,这种预判大部分是基于对游戏的理解程度。运动也有预判,但是运动中的预判却没有那么简单。

根据十几年前的记录,足球最高时速可达222公里,网球最高时速可达241.3公里,羽毛球最高时速可达332公里,乒乓球最高时速可达126公里,即使不是最高速度,职业选手的一般球速也是惊人的,那么这么高的速度的球飞过来,这些运动员是如何接的住的呢?

1.预判球的未来轨迹

如图,从A点发球,在B点落地,由于球的弹性,我们都知道它会再度弹起来,一般人都是球在B点弹起时预测球的飞行,但是,当这个球速非常快,或者球的转速导致发生弧线飞行、场地凹凸不平导致球的弹起方向无法确定…..尤其是在踢足球时,有时候这一脚,连运动员自己都不知道飞哪去(失误),这种情况下,B点到C就充满各种不确定性,如果从B点弹起时就预测球的方向,你就会完全“扑错”方向,所以要想击中这些球速过快和方向不确定的球,运动员就要学会在极短的时间内做出的反应,即要在B点飞到C的最短且能做出反应的时间内做出反应,不能太早和太迟,而且基于大量的运动训练和经验,这种快速反应的准确性必须非常高,就像他们的脑中已经“看到”球在下面几毫秒内出现在哪,只要出现在那个位置就能接住球,这种“看到”其实就是在运动性的想象中预测到了未来,这看起来就像《海贼王》中夏洛特·卡塔库栗一样预知未来几秒一样酷,其实更“酷”的是这个预测过程发生时间非常短,就有一两秒,甚至短到毫秒,否则如果预测和做出反应时间太长的话,比赛都结束了。

但是这个过程如何发生的呢?

2.第六感或大脑机制?

有时候,我们会对生活中的某些事有一种不详的预感——“我就知道会是这样”“今天早上眼皮一直在跳,原来是我的奶奶在今天下午去世了”...我们不知道为什么会对未来将要发生的事有这种预感,所以我们都会把它称为“第六感”,一般情况下,这种“第六感”的发生都是对某件事的担忧造成的,例如,昨天晚上,你收你的奶奶的病危通知,所以你内心里非常担忧从而导致心神不安,或者基于对这件事的大量认识和经验,从而对这件事有了结果的预测,这只是简单的归纳推理,只不过这种推理背后的动机是深刻的,所以我们是有一种“预感”而不是“十分确定”。

但是,运动员的“第六感”则要专业的多——预测运动中的未来事件并作出反应,这不仅仅是需要以往的专业运动经验,还需要提前的手眼到全身肌肉精细协调,

但是大脑如何“预测未来”并提前预测精细协调的肌肉运动的精确时间?加州大学伯克利分校的新研究首次发现,大脑使用两个独立的大脑区域来预测预期运动的未来发生情况——小脑和基底神经节

小脑的功能:“小脑通过它与大脑、脑干和脊髓之间丰富的传入和传出联系,参与躯体平衡和肌肉张力(肌紧张)的调节,以及随意运动的协调。”

基底神经节的功能:“基底神经节有重要的运动调节功能,它对随意运动的稳定、肌紧张的控制、本体感觉传入冲动信息的处理都有关系,参与精巧运动的形成。”

根据Assaf Breska和Richard B. Ivry关于预期时间安排的最新研究结果,小脑和基底神经节根据眼前面临的具体任务分配了他们的预期行动责任。

小脑,主要负责根据过去的经验,准确“计算”有效的运动以及如何协调运动(身体运动记忆,经验),例如球会怎样飞,要怎样做才能打好它——角度、力度、速度。

基底神经节,则负责对时间感和节奏感的把握,尤其是对出手时机的把握

正是这两个独立的大脑区域协调完成了十分精细的运动,预测了运动的时间,才能让我们在运动中得以预判和做出及时的预期反应——如果小脑受到损坏,即使你知道什么时候出手,你手脚不协调,你也击不中它,如果基底神经节受到损坏,即使你手脚很协调、经验很丰富,不知道该什么时候出手,就只能看着球从眼前飞走。

对于我们的行为,我们知道它是会怎样发生的,但我们很少知道它是如何和为何这样发生的;对于我们的大脑,我们知道它是存在的,但是我们很少知道它是如何让我们能进行如此复杂的思考的,所以加州大学伯克利分校的这个新研究其实是非常神奇的,这让我们对于我们是如何感知时间有一个可以去深入研究和探讨的一个方向,这正如这些研究者所说的“这些大脑系统让我们不仅能在当下存在,还能够让我们积极地预测未来。”(注意是预测,不是预知)


References:

Christopher BerglandHow Your Brain Can Predict the Future