想必你可能有過以下經(jīng)歷,當手邊的一塊橡皮或者筆蓋從桌子上掉下去時,落地瞬間它們彈了出去,而自己親眼看見它飛向了某個方向,但順著那個方向去找,卻怎么也找不到。然后橡皮就完全消失了,或者它們奇怪地出現(xiàn)在了與你印象完全不同的地方,于是心里默念著:完全沒道理,剛才明明沒看見它往這邊飛了。
但這件事不僅有道理,而且還已經(jīng)被科學家發(fā)現(xiàn)了其中的原因,那就是大腦“欺騙”了你,或者說大腦太過自信預測了物體會去向哪里,以至于你也被動相信了。出現(xiàn)這種現(xiàn)象,主要是因為大腦神經(jīng)系統(tǒng)的響應速度還不夠快,外界信息從視網(wǎng)膜傳到視覺中樞系統(tǒng)的過程會出現(xiàn)滯后性。為了保證我們身體的動作連貫,大腦就開始自己對物體的運行軌跡進行了預測。
研究人員早已經(jīng)發(fā)現(xiàn),與無法預測的視覺刺激相比,給予大腦一些有預測性的視覺刺激能更快地讓視覺系統(tǒng)產(chǎn)生后續(xù)反應,這一現(xiàn)象已經(jīng)在貓、狒狒和人類中都得到了證實。在有預測性的軌跡中,大腦做出后續(xù)反應的速度要快15毫秒。另外,荷蘭阿姆斯特丹大學的研究人員還發(fā)現(xiàn),這種預測會在視覺皮層刺激形下形成一些神經(jīng)元模式,并且這種特征性的腦電模式只會和預測事件相關。
最近《美國科學院院刊》上的一項研究,就在之前的實驗基礎上進行了延展。研究人員給受試者觀察了有軌跡和序列的點,實驗中的點會按照時鐘行進一樣進行順序閃爍。這一過程中,研究人員對受試者的大腦進行了EEG測試。在隨后的多次觀察測試中,受試者的大腦就開始對這些點進行預測了,并且能在下一個點閃爍前就提前表達下一個點對應的腦電波形式。不過,研究者在這里采用了一個技巧戲耍了大腦,那就是在一個閃爍循環(huán)中突然讓接下來的點消失。結果發(fā)現(xiàn),受試者還是能“看見”閃爍點在前進。
而在另一項實驗中,研究者將閃爍點的消失替換成了反向運轉。這一次,大腦仍然執(zhí)行了錯誤的預測。而當視覺信息傳輸至視覺皮層時,大腦馬上意識到發(fā)生了錯誤。隨著新的信號輸入,大腦之前錯誤預測的腦電模式直接消失了,或者說大腦直接抹去了這段預測信息。
這一點與直接讓閃爍點消失不同,閃爍點反向讓大腦以一種出乎意料的方式重新運轉起來,大腦因此要做出新的預測和判斷。這種情況下,它會直接抹去之前的預測信息,就好像它從來沒犯錯一樣,又開始新一輪的信息預測。
而像彈飛出去的橡皮,當它彈到視野之外,失去了下一步的視覺信息時,大腦就沒有后續(xù)的信息進行糾正,因此我們就會認為橡皮往之前大腦預測的方向飛了出去,直到我們發(fā)現(xiàn)實際情況有所出入為止。而對于預測準度不夠,有一種可能是,我們可以經(jīng)常見到球被擊飛的軌跡,但橡皮被彈飛卻不常見,因此軌跡更難預測,準確性也會打折扣。
其實大腦的這種奇特能力,讓我們時常處于一種過去式中。即你所見并非所得,你現(xiàn)在感覺到的可能只是物體在過去的位置或者狀態(tài)。2014年,《自然—神經(jīng)科學》的一項研究還提出了一種更為夸張的想法:那就是我們的感知世界是一個過去與現(xiàn)在的平均畫面,你現(xiàn)在慢慢品味的咖啡、面對面看著的人,都帶有15秒前的信息。
而新研究也從另一個角度間接證實了,我們的確生活在一個過去的世界中。為了做出補償,大腦想出了預測事件的解決方式。這種預測對于生命的生存有重要意義,無論是捕獵還是躲避危險都需要大腦精妙的預測。然而,既然是預測就不可能有100%的正確性,當我們在現(xiàn)實中犯迷糊的時候,只是聰明的大腦預測錯誤罷了。
關鍵詞: 大腦神經(jīng)系統(tǒng)
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