בניסוי הזה נלמד איך אפשר למדוד כמה זמן לוקח לאנשים להגיב מרגע שהם ראו משהו.

ציוד

  • סרגל ארוך – 60 ס"מ לפחות, ומוטב 100 ס"מ. לחלופין אפשר להשתמש במקל ארוך וישר, ולמדוד בסרט מדידה את המרחק שעבר בנפילה (ראו את מהלך הניסוי).
  • מחשבון
  • מישהו לעשות עליו את הניסוי
     

מהלך הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:

 

הסבר

המוח שלנו מקבל כל הזמן מידע מהחושים – הראייה, השמיעה, הריח, המישוש והטעם (וגם חושים נוספים כמו חוש מיקום אברי הגוף במרחב). הוא מעבד את המידע הזה ומחליט אם המידע מחייב אותנו לפעול. לדוגמה, אם טיפת גשם מתקרבת אל היד שלנו אין לנו כנראה שום צורך להגיב, אבל אם אבן מתעופפת לעבר פנינו מוטב שנזיז במהירות את הראש או נגן עליו עם הידיים.

בדומה למחשב או לטלפון חכם, גם פעולות החישוב במוח גוזלות זמן והתגובה שלנו אינה מיידית. למעשה, ככל שהגירוי מורכב יותר כך התגובה שלנו תהיה אטית יותר. כמו כן, ככל שהמוח יהיה עסוק יותר בדברים אחרים כך הוא יגיב לאט יותר לגירוי. אפשר גם לראות את זה היטב בסרטון – התגובה של נעה ורומי הייתה אטית יותר כששוחחנו איתן על דברים אחרים.

יש תגובות, המכונות רפלקסים, שזמן התגובה שלהן מהיר ביותר ומסתכם באלפיות שניה בודדות. מדובר בתגובות פשוטות ביותר, כמו הבעיטה האוטומטית שעושה הברך כשמקישים עליה בפטיש או תגובת הרתיעה של היד כשאנו נוגעים בסיר רותח. לרוב התגובות האלה אפילו לא מגיעות למוח עצמו, אלא נשלטות על ידי עצבים שנמצאים בחוט השדרה.

תגובות לגירויים שדורשים עיבוד מורכב, למשל עיבוד של מידע שמגיע ממערכת הראייה כמו שראינו בניסוי, הן הרבה יותר אטיות ואורכות כמה עשיריות שנייה (בין רבע שנייה לשלושת רבעי השנייה). כפי שנאמר בניסוי, תגובה אטית כזו עלולה להיות קריטית כשנוהגים במכונית במהירות גבוהה, כי בזמן שהמוח מעבד את המידע ושוקל איך להגיב לו המכונית ממשיכה להתקדם עוד מרחק רב.

חישוב זמן התגובה בניסוי מתבסס על משוואת הנפילה החופשית. המדענים גלילאו גלילי ואייזק ניוטון גילו שכאשר מפילים חפץ קרוב לגובה פני הים הוא נופל במהירות הולכת וגוברת (כלומר מאיץ), בתאוצה של 9.8 מטר לשנייה בריבוע (g), כלומר כל שנייה מהירות החפץ הנופל גדלה בעוד 9.8 מטרים לשנייה.

המרחק שהחפץ עובר בזמן נפילה (X), בהתאם לזמן הנפילה (T) נתון על ידי המשוואה המתמטית הבאה:

X=0.5gT2

אם נעגל את תאוצת הנפילה החופשית (g) ל-10 מטרים לשנייה בריבוע ונזכור שכדי להפוך סנטימטרים למטרים צריך לחלק ב-100, כלומר לחלק את X  ב-100 (כיוון ש- gנתון במטרים, חובה שגם X יהיה באותן יחידות), נקבל את המשוואה שמוצגת בסרט. דרכה אפשר למצוא לפי מרחק הנפילה בסנטימטרים את הזמן שבו החפץ נפל, שהוא זמן התגובה:

אם נרצה לדייק וניקח 9.8 בתור תאוצת הנפילה, אזי המשוואה היא:

כלומר בניסוי הזה אנו משתמשים בחוקי הפיסיקה כדי למדוד גודל ביולוגי (זמן התגובה של המוח לגירוי), כי הזמן שבו הסרגל היה בנפילה הוא הזמן שנדרש למוח לעבד את המידע ולהגיב, יחד עם הזמן הקצר שנדרש לנו כדי לסגור את אצבעות הידיים סביב הסרגל.

מעניין לציין

שאלה פילוסופית שאפשר לחשוב עליה – האם כולנו חיים בעצם בעבר? אנחנו אמנם מרגישים שאנחנו חיים בהווה, ומגיבים מיד למה שנאמר לנו בשיחה ולמה שאנחנו רואים, אבל מדידות פשוטות, כמו זו שעשינו בניסוי הנוכחי מראות שבעצם אנחנו תופסים מאורעות שאירעו רבע שנייה עד שלושת רבעי השנייה בעבר ומגיבים להם באיחור. כשאנו רואים מאורע שמתרחש לנו מול העיניים, אנו רואים למעשה משהו שהתרחש כבר כמה עשיריות שנייה בעבר.

ליצורים פשוטים יותר מאיתנו יש זמן תגובה קצר יותר מאיתנו, בני האדם, כך שמבחינה זו הם קרובים יותר להווה. זמן התגובה של הזבוב, למשל, מהיר פי 12 מזה של האדם ולכן קשה כל כך לפגוע בזבוב טורדני. הזבוב רואה את המכה מתקרבת ומתחיל לעוף כמעט מיד, לפני שהיא מגיעה אליו.

2 תגובות

  • אהרון

    בעניין זמן התגובה

    שליש השניה זה הזמן שלוקח ליד להגיע לסרגל, ולא זמן התגובה של המוח, שיכול להיות שזה אלפית השניה. כך שאין לי מושג איך הגעת למסקנה שלך

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    תגובה לעניין זמן התגובה

    כמו שכתוב במאמר, הזמן שנמדד בניסוי הוא זמן התגובה המוחי + הזמן הקצר שנדרש לסגור את האצבעות סביב הסרגל. אבל אכן – הניסוי הנוכחי הפשוט לא יכול לבודד בין הזמנים. אבל ניסויים מורכבים יותר שפורסמו לאורך השנים בספרות המדעית. מצליחים 'לזקק' רק את זמן התגובה המוחי והוא לוקח כ-200 מילי-שניות לתגובה למידע ראייתי עבור תלמידי קולג' אמריקאי (ראה למשל מאמר סקירה על זמן תגובה, באנגלית).
    דרך אגב, מידע חדש בנושא התווסף דווקא באמצעות תחרויות הריצה באולימפיאדה. בשנים האחרונות הוסיפו חיישנים שמרגישים את חלקיק השנייה שבו רגל האצן מתחילה לנוע לאחר אות ההזנקה. באוליפידת בייג'ין הזמן הממוצע של אצנים היה תחילת ריצה אחרי 160 מילי שניות. הידע בנושא זמן התגובה המוחי הוא כל-כך מוצק, שאצנים שמתחילים לרוץ בזמן מהיר בהרבה מזמן זה (נאמר יוצאים לדרך 100 אלפיות השנייה לאחר ההזנקה) – נפסלים, כי זה מעבר ליכולות האנושיות, ומעיד שהחליטו לצאת לריצה לפני אות ההזנקה – ראה מאמר כאן על הנושא.

    כך שבכל מקרה, לא קיים זמן תגובה של המוח האנושי של אלפית השנייה בשום אופן.

    בברכה,

    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע