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DIY:证明你的大脑比你想象的慢

我们知道大脑接收和处理信息的速度很快,嗯,很快。但就像生活中的其他事情一样,“快”是相对的。当你读完这篇文章时,你将能够做一个简单的实验,向你展示你的大脑是如何努力处理来得太快的信息的。

DIY:证明你的大脑比你想象的慢

大脑处理传入的感官信息和决定如何处理这些信息的速度,必须与影响这些决定结果的时间尺度相匹配。

例如,如果一个棒球正向你的头部飞来,你的大脑需要解释这个棒球的飞行轨迹,并且能够向你的肌肉发送运动指令,协调一个反应,使你足够快地离开球的飞行轨迹,这样它就不会击中你。另一方面,如果推高山脉的地质力量活跃起来,山脉的高度将继续增加,并在积极移动,但我们无法察觉山脉的增高。但坦白说,谁在乎呢,今天、下周、十年后去爬山都没有关系。

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实际上,大脑的快速反应能力和做出瞬间决策的能力是学习到的反应和实际决策的结合。职业棒球选手需要确定,在几十毫秒内以每小时150公里的速度迎面而来的球是否是可击中的球。如果在这个过程中他们考虑得越多,他们击中球可能性就越小;相反,以根据过去事件的经验来预测已知结果,从而采取行动(或做出反应),这样的击球成功率反而越高。

驾驶员控制汽车方向盘后的反应时间具有更广泛意义。在一项研究中,在所有车祸中,人为错误的车祸占所有事故的57%。人为错误加上其他因素加重了超过90%的事故。驾驶员在不同的预期和意外分散注意力的驾驶任务中测得的反应时间范围为0.7到1.5秒。同样,这里的学习经验在减轻大脑在短时间内做出可能的生死决定所必须处理的传入提示发挥了作用。这些神经生物学因素对于负责设计和建造道路及其他交通基础设施的交通工程师也至关重要。

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为什么大脑需要这么长时间?

当你的大脑做出决定时,很多事情需要发生。首先,需要接收感官信息,这涉及到需要将来自环境的能量转换(即改变)和编码为神经化学和电信号,大脑可以解释这些信号。

例如,在视觉的情况下,能量是电磁辐射,换句话说,光。眼睛视网膜中的感光神经元负责光传导过程,它接收入射光并将其转化为神经信号。对于听力来说,压缩波是由空气分子组成的,由于物体传递的能量或产生声音的过程而机械地来回振动,在你的中耳和内耳经历一个机械到神经的信号传导过程。

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然后这些感觉信息需要传到你的大脑进行处理。通常,在到达大脑皮层之前,大脑较深的部分会整合多种感觉模式。大脑皮层是高级认知加工和积极思维发生的地方。大脑皮层的不同部分专门处理不同种类的感觉信息。例如,视觉信息在进入初级视觉皮层之前,先从视网膜传到大脑的一个叫做外侧膝状体的部分。通过视觉皮层连续部分的一系列加工阶段(神经科学家还没有完全理解的部分),感官视觉信息随后被转化为一个内部心理模型,换句话说,一个内部图像,描述外部世界的样子。

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你对视觉世界的感知,你如何体验和感受你所看到的,是你的大脑根据它所能获得的原始视觉信息建立的内部模型的结果。这就是为什么不同的人“看到”或感知不同的东西,即使他们在看同一个物体。想想视觉错觉,或者一个隐藏在艺术品中的图像。所有这些都必须在大脑对这些信息采取行动之前发生。这需要更多的时间,它可能涉及唤起过去的经验或大脑过去接触过的记忆,以影响决策。或者它可能需要计算不同的方案,以计算可能发生的事件的概率,以评估风险。

底线是:当你不得不思考的时候,你的大脑并没有你想象的那么快。所有这些过程都需要时间。

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反射反应,不需要思考。

相反,反射速度更快,感知上更快。当您不小心触碰热炉时,立即将手移开而没有考虑您刚刚所做的事情的原因,恰恰是因为该操作实际上完全不需要任何思考。命令您的手和手臂移开的信号永远不会进入大脑。这是通过脊髓进行感应的神经元与控制肌肉的运动神经元之间的短一跳(单突触)连接回路。但是,疼痛的感觉确实需要信号进入大脑进行处理和解释,这就是为什么在您把手伸开后不到一秒钟的时间,您就会感受到由热炉引起的烫伤疼痛的感觉。

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前庭眼反射

另一种反射,也就是说,没有积极的思考或决策参与,是一种视觉反射称为前庭眼反射(VOR)。你将利用前庭眼反射(VOR)在一分钟内做一个实验,向自己证明你的大脑有多慢。前庭眼反射(VOR)是一种更为复杂的反射,但仍然是一种反射。当你移动你的头时,前庭眼反射(VOR)的作用是稳定你视网膜上的图像。它使您可以固定在某个点上并保持固定,即使您的头部可能正在移动。试试看,选一字符,然后盯着它看。你可以向任何方向移动你的头——上下或左右——同时保持你的注视锁定在你选择的字符。这就是前庭眼反射(VOR)的作用,它产生的补偿眼动幅度与头部运动方向相反,但幅度相等,从而使您可以保持注视。

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前庭眼反射(VOR)不是脊髓反射,而是脑干中的一个三神经元环路,脑干是大脑中进化上较老的部分,负责整合传入的信息并将其发送到大脑皮层。但它不涉及处理大脑皮层的神经信息。换句话说,不需要思考。

在家里试试这个……

前庭眼反射(VOR)可以用来直接体验视觉信息需要视觉皮层处理的物理过程。要多久?足够长的时间,信息到达的速度比你的大脑处理的速度要快。

方法是:把你的一只胳膊伸直到你的脸前面,手掌向上,手指微微弯曲,手掌平放,手指指向上,保持手臂伸直,手指与眼睛平齐,保持手臂和头部不动,用力地前后握手。你会注意到,如果你握手的速度足够快,你的手指会显得模糊。

现在停止并重置。再次以同样的方式开始,手臂伸直,手掌向上,手指蜷缩在脸前。但这一次,保持你的手臂和手完全静止,并以与原来握手频率大致相同的频率来回摇头。这一次,你会注意到你的手指看起来并不模糊。为什么?因为当你握着你的手,同时保持你的头静止的时候,你的手移动的视觉信息必须通过所有的视觉通路到达大脑皮层,在那里它被处理和解释。这需要时间。事实上,这需要很长时间,你的大脑无法跟上,所以你的手看起来很模糊。

但是当你保持手不动,摇摇头时,就你的大脑皮层而言,没有任何东西在移动。视觉信息是静态的。你的前庭眼反射(VOR)补偿你的头部移动,通过移动你的眼睛在一个平等但相反的方向,这是一种快得多的反射。

所以下次你去看棒球的时候,不要想太多。

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