Мозг растягивает время, пока учится двигаться: чем быстрее реакция, тем длиннее кажется мгновение

Есть давнее наблюдение, которое спортсмены и музыканты передают примерно одними и теми же словами: перед ударом мяч будто замедляется, а во время исполнения время идет иначе. Ученые давно пытаются понять, откуда берется это ощущение. Новое исследование показывает: дело не только в самой подготовке к движению, но и в том, как эта подготовка меняется с тренировкой. И меняется она не в ту сторону, в которую можно было бы ожидать.

Когнитивный нейробиолог Никола Бинетти из Римского университета Тор Вергата и его коллеги обнаружили, что у участников, которые быстрее начинали двигаться после сигнала, короткие вспышки света перед движением субъективно длились дольше. Величина эффекта оказалась существенной: воспринимаемая длительность превышала эталонную примерно на четверть. По меркам иллюзий восприятия это много.

Как это проверяли

В эксперименте участвовали сорок взрослых правшей. Их основная задача была простой: дотянуться пальцем до цели на экране. Рука находилась под экраном и была скрыта от глаз, а после каждой попытки на мониторе показывалось, куда попал палец. Звуковой сигнал сообщал, когда начинать движение. Половина участников тянулась влево или вправо, другая — к близкой или далекой цели.

Параллельно нужно было выполнять вторую задачу. Перед движением на экране на мгновение загорался круг, а после движения требовалось оценить, горел ли он дольше или короче эталона в 0,84 секунды, который участники выучили заранее.

Ключевое различие между условиями состояло в том, когда раскрывалась цель. В одних пробах она появлялась заранее, и можно было подготовить конкретное движение, дожидаясь сигнала. В других — местоположение цели становилось известно только вместе со звуковым сигналом, что заставляло выбирать план непосредственно перед стартом.

Что оказалось неожиданным

Когда цель была известна заранее, свет в среднем казался более долгим, чем в условиях неопределенности. Это согласуется с более ранними работами: подготовка к движению действительно растягивает субъективное время . Но самое интересное проявилось при повторных попытках.

Участники постепенно начинали двигаться раньше после сигнала. И одновременно с этим все чаще оценивали свет как более продолжительный. Оба изменения шли рука об руку: у тех, чья скорость старта улучшалась сильнее, сильнее росла и воспринимаемая длительность.

Бинетти признает: команда ожидала, что по мере освоения движения оценки начнут приближаться к эталону. Вместо этого искажение усилилось . Иными словами, тренировка не откалибровала внутренние часы, а сдвинула их еще дальше от объективной реальности.

Что видно на уровне мозга

Исследователи также записывали электрическую активность мозга с помощью электродов на коже головы. Анализ связал изменения в оценке длительности с двумя этапами: во время видимости света и обработки информации о его длительности, а также после исчезновения стимула, когда эта информация использовалась для суждения.

На первом этапе паттерны активности были связаны с планированием конкретного движения. На втором — с более общим участием в подготовке к действию. Это согласуется с более ранними данными о том, что подготовка к движению повышает скорость обработки зрительной информации: в работе 2012 года подготовка к броску или удару не только растягивала воспринимаемую длительность стимула, но и улучшала распознавание быстро сменяющихся букв . Мозг как будто на короткое время увеличивает пропускную способность канала восприятия, чтобы успеть собрать максимум информации перед тем, как действие станет необратимым.

Чего эта работа не доказывает

Авторы честно обозначают ограничения. Исследование не может доказать, что именно ускорение подготовки вызывает растяжение времени. Мотивация, ожидание вознаграждения или другие изменения в процессе тренировки могли способствовать и тому, и другому. Кроме того, анализ ЭЭГ усреднял данные по пробам, что не позволяло отследить, как активность мозга менялась от попытки к попытке.

Спорт и музыка в этом эксперименте напрямую не проверялись, хотя Бинетти отмечает, что аналогичные механизмы могут там работать . Но результат дает правдоподобное объяснение интуитивным описаниям: когда вы учитесь двигаться быстрее и точнее, короткое событие перед действием получает больше субъективного времени. Не потому, что мир замедлился, а потому, что мозг перестроил масштаб линейки, которой измеряет мгновение.

Результаты работы ученых опубликованы в журнале iScience.

Изображение: разработано Мagnific.