Быстрая реакция на будущие события имеет решающее значение. Боксер, например, должен ответить своему противнику за доли секунды, чтобы предвидеть и блокировать следующую атаку. Такие быстрые ответы основаны на оценках того, произойдут ли события и когда. Теперь ученые из Института эмпирической эстетики Макса Планка (MPIEA) и Нью-Йоркского университета (NYU) определили когнитивные вычисления, лежащие в основе этого сложного прогнозирующего поведения.

Как мозг узнает, когда нужно обращать внимание? Каждое будущее событие несет в себе два различных вида неопределенности: произойдет ли оно в течение определенного промежутка времени, и если да, то когда это, вероятно, произойдет. До сих пор большинство исследований по временному прогнозированию предполагало, что вероятность того, что событие произойдет, имеет стабильный эффект на ожидание во времени. Однако это предположение не было подтверждено эмпирически. Более того, неизвестно, как человеческий мозг объединяет вероятности того, произойдет ли какое-либо событие в будущем и когда это произойдет.

Международная группа исследователей из MPIEA и NYU теперь исследовала, как эти два разных источника неопределенности влияют на упреждающее поведение человека. Используя простой, но элегантный эксперимент, они систематически манипулировали вероятностями того, когда и когда произойдут сенсорные события, и проанализировали поведение человека во время реакции. В своей недавней статье в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) команда сообщает о двух новых результатах. Во-первых, вероятность того, что событие произойдет, очень динамично влияет на ожидание с течением времени. Во-вторых, оценка мозгом того, произойдет ли событие и когда оно произойдет, происходит независимо.

«Наш эксперимент затрагивает основные способы использования вероятностей в повседневной жизни , например, при вождении автомобиля», – объясняет Маттиас Грабенхорст из Института эмпирической эстетики Макса Планка. «При приближении к железнодорожному переезду вероятность закрытия ворот определяет нашу общую готовность нажать на тормоза. Это интуитивно понятно и известно».

Георгиос Михалареас, также MPIEA, добавляет: «Однако мы обнаружили, что эта готовность к ответным действиям со временем резко возрастает. Вы становитесь гораздо более бдительными, хотя вероятность закрытия ворот объективно не меняется». Этот динамический эффект того, произойдет ли событие, не зависит от того, когда оно произойдет. Мозг знает, когда обратить внимание, основываясь на независимых вычислениях этих двух вероятностей.

Выводы исследовательской группы показывают, что человеческий мозг динамически регулирует свою готовность к ответу на основе отдельных оценок вероятности того, когда и когда произойдут события. Результаты этого исследования значительно расширяют наше понимание того, как человеческий мозг предсказывает будущие события, чтобы соответствующим образом взаимодействовать с окружающей средой.