当有人向你扔球时,你几乎立刻就知道要接球——甚至在你意识到之前。过去,人们认为在这种情况下,大脑就像一台照相机:飞球的图像通过你的眼睛进入,然后被你的大脑处理。然后大脑编程一个适当的动作来应对它。但这个过程是不是太长了?你还能及时接住球吗?
研究人员 Christian Keysers、Giorgia Silani 和 Valeria Gazzola 表示,大脑中的这一过程以不同的方式进行。Christian 解释道:“你的大脑不会对进入眼睛的东西做出反应,但它会根据预期和以往的经验预测会发生什么。通过这样做,尽管大脑需要数百毫秒来处理视觉输入并移动我们的身体,但我们的动作仍能跟上球的步伐。它会提前计划,留出时间执行动作并接住球。进入眼睛的图像主要用于检查你的预期是否与现实相符。只有当你的预期与你看到的有差异时,你的大脑才会使用视觉输入将其预期推向更准确的方向。”
预测他人
Valeria Gazzola:“有趣的是,你也会使用自己的运动程序和体感皮层来预测他人的行为。当你执行身体动作时,比如举起一盒牛奶,将其中一部分倒入咖啡中,你会对纸盒的重量以及当你开始举起它时它在你手中的感觉有所期待。你并没有真正有意识地注意到纸盒的重量,因为你的大脑已经预测到了。但如果其他人已经喝完了牛奶,而纸盒比你预期的要轻得多,你的预期和感官反馈之间的突然差异就会突然引起你的注意。”
“当你看到别人这样做时,你不会直接感受到纸箱的重量。不过,你可以使用自己的运动程序做出预测,并根据你看到的情况进行测试。所以,如果纸箱飞向天空的速度比你预期的要快得多,你仍然会感到惊讶。我们认为这与所谓的镜像神经元有关,它们是你自己运动皮层内的细胞,当你看到别人做出某个动作时,它们就会活跃起来。这就像是一种‘捷径’,让你能够使用自己的运动程序和你自己行为所必需的预测机制来预测他人的行为。”
但是情绪呢?Gazzola 解释道:“我们知道,当我们目睹他人的情绪时,大脑中与自身情绪有关的区域会变得活跃。然而,我们如何预测他人的情绪尚未完全了解。查阅文献发现,当我们受到奖励或惩罚时,大脑中活跃的区域也会在其他人受到奖励或惩罚时变得活跃。因此,奖励和惩罚是预测他人情绪的重要指标。”
复杂系统
克里斯蒂安·凯瑟斯:“想象一下我有一个按钮,每次我按下它,演员就会开始痛苦地尖叫。如果我这样做五次,你的期望就会改变:第一次,完全出乎意料,但到了第五次,你就可以预测会发生什么了。”
“根据传统的感知理论,大脑只处理你看到的图像,你每次都应该看到大脑的相同反应。但如果外部世界主要用于测试你的预测,那么你会期望第一次大脑反应强烈,而最后一次反应小得多,因为你已经知道会发生什么。”
“那么大脑中究竟发生了什么?通过许多研究我们发现它非常复杂。一些大脑区域在所有五个时间段内的反应相对一致。同时,也有一些大脑区域的活动在五个时间段内发生变化。在这篇评论文章中,我们研究了关于这个主题的许多研究,以提出这些不同的大脑系统如何组织成一个连贯的预测大脑。例如,如果某些动作变得可预测,你的运动前皮层就会知道如何在你的身体中执行这些动作。然后这个区域会抑制你大脑中的视觉区域,导致视觉输入减少。你感知到的不再是你实际看到的,而是你期望看到的。只有当发生意外情况时,这种抑制才会失效。视觉区域现在表现出强烈的反应,这些反应被发送到运动前皮层以修改预测。”
预测和自闭症
人们认为,自闭症患者的预测系统不太灵敏。这使得他们周围的世界更加不可预测,从而导致更少的刺激被抑制。克里斯蒂安·凯瑟斯:“想象一下,你站在一个挤满很多人的房间里。因为我们的大脑会做出很多预测,所以我们可以忽略大多数刺激,只关注重要的事情。但是当这个预测系统不能正常工作时,如此繁忙的环境会突然让人感到不知所措。”
“大脑非常复杂,具有独特的适应能力。有趣的是,你的大脑不仅仅是一台相机,只是处理输入的信息。相反,你的大脑不断根据预测进行运作。你的大脑总是走在前面,不断构建世界应该是什么样子。”