Människohjärnan reagerar olika på bordtennismatcher mot mänskliga och maskinella motståndare

Forskare vid University of Florida har funnit att hjärnorna hos bordtennisspelare reagerar olika när de spelar mot mänskliga motståndare jämfört med maskinella motståndare. Studien, ledd av doktorand Amanda Studnicki och hennes handledare, Daniel Ferris, professor i biomedicinsk teknik, syftade till att förstå hur vår hjärna svarar på kraven från höghastighetsidrotter som bordtennis och hur valet av motståndare påverkar detta svar.

Ferris förklarade studiens betydelse: “Människor som interagerar med robotar kommer att vara annorlunda än när de interagerar med andra människor. Vårt långsiktiga mål är att försöka förstå hur hjärnan reagerar på dessa skillnader.”

Att undersöka neurovetenskapen bakom idrottsprestation

Hjärnans prestation under idrottsaktiviteter har varit ett ämne av intresse för forskare under många år. I komplexa, snabbt föränderliga idrotter som bordtennis kan förståelsen av hur hjärnan bearbetar information och kontrollerar rörelser ge värdefulla insikter i idrottsutbildning och utveckling av mer effektiva utbildningsmetoder.

Denna forskning har också implikationer för framtiden för mänsklig-robotinteraktion, eftersom robotar blir alltmer vanliga och sofistikerade i olika aspekter av mänskligt liv. Att förstå hjärnans svar på robotiska motståndare kan hjälpa till att göra artificiella kamrater mer naturliga och förbättra deras integration i våra dagliga liv.

För att undersöka hjärnans svar under bordtennismatcher använde Studnicki och Ferris en hjärnskannerhuva utrustad med 240 elektroder. Detta möjliggjorde för dem att fokusera på parieto-occipitalcortex, den region som är ansvarig för att omvandla sensorisk information till rörelse. De spelade in hjärnaktiviteten hos spelare medan de spelade mot både mänskliga motståndare och en bollserverande maskin.

Studnicki sa: “Vi ville förstå hur det fungerade för komplexa rörelser som att spåra en boll i rymden och interceptera den, och bordtennis var perfekt för detta.”

Synkronisering vs. desynkronisering: Hjärnans svar på olika motståndare

Forskarna observerade att när spelarna spelade mot en annan människa, fungerade deras neuroner i samklang, vilket visade synkronisering. I kontrast, när de spelade mot en bollserverande maskin, var neuronerna i deras hjärnor inte i fas med varandra, vilket ledde till desynkronisering.

Ferris förklarade skillnaden: “Om vi har 100 000 personer i en fotbollsarena och de alla hejar tillsammans, är det som synkronisering i hjärnan, vilket är ett tecken på att hjärnan är avslappnad. Om vi har samma 100 000 personer men de alla pratar med sina vänner, är de upptagna men de är inte i fas. I många fall är desynkronisering ett tecken på att hjärnan utför många beräkningar snarare än att sitta och vara inaktiv.”

Teamet misstänker att spelarnas hjärnor var mer aktiva medan de väntade på robotiska servar eftersom maskiner inte ger några ledtrådar om vad de ska göra härnäst. Denna skillnad i hjärnprocessering tyder på att utbildning med en maskin kanske inte erbjuder samma upplevelse som att spela mot en riktig motståndare.

Framtiden för maskinbaserad idrottsutbildning

Även om studien betonar skillnaderna i hjärnaktivitet när man möter mänskliga och maskinella motståndare, utesluter den inte värdet av maskinbaserad utbildning. Studnicki tror att maskiner kommer att fortsätta spela en betydande roll i idrottsutbildning: “Jag ser fortfarande mycket värde i att öva med en maskin. Men jag tror att maskiner kommer att utvecklas under de närmaste 10 eller 20 åren, och vi kan se mer naturliga beteenden för spelare att öva mot.”

Såsom tekniken utvecklas, är det troligt att maskiner kommer att bli mer kapabla att imitera mänskligt beteende och erbjuda mer realistiska utbildningsupplevelser. Genom att förstå nyanserna i mänsklig hjärnaktivitet i svar på olika motståndare, kan forskare bidra till utvecklingen av mer effektiva utbildningsmetoder och förbättra