Een honkbal gooien is moeilijk. Zoals xkcd gisteren al aangaf, vereist het nauwkeurig gooien van een staking dat een werper de bal op een uiterst nauwkeurig moment loslaat - als dit meer dan een halve milliseconde te vroeg of te laat gebeurt, dit ertoe leidt dat hij de aanvalszone volledig mist. Omdat het veel langer duurt (een volle vijf milliseconden) alleen voor onze zenuwimpulsen om de afstand van onze arm te dekken, vereist deze prestatie dat de hersenen een signaal naar de hand sturen om de bal goed los te laten voordat de arm de juiste worp heeft bereikt positie.
De ene prestatie nog moeilijker dan het gooien van een fastball, kan er echter een raken. Er is een vertraging van 100 milliseconden tussen het moment waarop uw ogen een object zien en het moment waarop uw hersenen het registreren. Als gevolg hiervan, wanneer een slagman een fastball voorbij ziet vliegen met 100 km / u, is deze al een extra 12, 5 voet verplaatst tegen de tijd dat zijn of haar hersenen de locatie daadwerkelijk hebben geregistreerd.
Hoe kunnen slagmensen dan ooit in contact komen met 100 mph fastballs - of wat dat betreft 75 mph change-ups?
In een studie die vandaag in het tijdschrift Neuron is gepubliceerd, gebruikten UC Berkeley-onderzoekers fMRI (functionele magnetische resonantiebeeldvorming) om de voorspellingsmechanismen in de hersenen te bepalen waarmee slagmensen toonhoogtes kunnen volgen (en allerlei mensen in staat stellen de paden van bewegende objecten in beeld te brengen) algemeen). Ze ontdekten dat het brein in staat is om objecten in hun traject effectief vooruit te “duwen” vanaf het moment dat ze ze voor het eerst zien, door hun pad te simuleren op basis van hun richting en snelheid en ons onbewust te laten projecteren waar ze een moment later zullen zijn.
Het onderzoeksteam plaatste de deelnemers in een fMRI-machine (die de bloedstroom naar verschillende delen van de hersenen in realtime meet) en liet ze een scherm bekijken met het "flash-drag-effect" (hieronder), een visuele illusie met een bewegende achtergrond zorgt ervoor dat de hersenen per ongeluk kort geflitste stilstaande objecten interpreteren als bewegend. "De hersenen interpreteren de flitsen als onderdeel van de bewegende achtergrond en gebruiken daarom hun voorspellingsmechanisme om vertragingen in de verwerking te compenseren, " zei Gerrit Maus, de hoofdauteur van de krant, in een persverklaring.
Omdat de hersenen van de deelnemers dachten dat deze kort knipperende dozen bewogen, veronderstelden de onderzoekers dat het gebied van hun hersenen dat verantwoordelijk is voor het voorspellen van de beweging van objecten, verhoogde activiteit zou vertonen. Evenzo, wanneer een video wordt getoond waarbij de achtergrond niet bewoog maar de flitsende objecten wel, zou hetzelfde bewegingsvoorspellingsmechanisme ervoor zorgen dat vergelijkbare neuronenactiviteit zou optreden. In beide gevallen vertoonde het V5-gebied van hun visuele cortex onderscheidende activiteit, wat suggereert dat dit gebied de thuisbasis is van de bewegingsvoorspellingsmogelijkheden waarmee we snel bewegende objecten kunnen volgen.
Eerder, in een ander onderzoek, had hetzelfde team zich op het V5-gebied gericht door transcraniële magnetische stimulatie (die hersenactiviteit verstoort) te gebruiken om het gebied te verstoren en ontdekte dat deelnemers minder effectief waren in het voorspellen van de beweging van objecten. "Nu kunnen we niet alleen de uitkomst van voorspelling in gebied V5 zien, maar we kunnen ook aantonen dat het causaal betrokken is om ons in staat te stellen objecten nauwkeurig in voorspelde posities te zien, " zei Maus.
Het is niet zo'n grote sprong om te veronderstellen dat dit voorspellingsmechanisme bij sommige mensen geavanceerder is dan bij anderen - dat is de reden waarom de meesten van ons zouden snuiven als ze de fastball van een Major League-werper proberen te raken.
Een storing in dit mechanisme kan op het werk zijn, zeggen de onderzoekers, bij mensen met bewegingsperceptiestoornissen zoals akinetopsie, waardoor het vermogen om stationaire objecten volledig intact te zien achterblijft, maar een persoon in wezen blind maakt voor alles wat in beweging is. Een beter begrip van hoe neurologische activiteit in de V5-regio - samen met andere hersengebieden - ons in staat stelt om beweging te volgen en te voorspellen, kan ons op de lange termijn helpen bij het ontwikkelen van behandelingen voor dit soort aandoeningen.
