| 刺激 | 典型简单反应时间 | 原因 |
|---|---|---|
| 声音(蜂鸣、点击声) | 140 – 160 ms | 内耳的机械换能,到皮层的通路很短 |
| 触觉(轻触皮肤) | 150 – 160 ms | 机械感受器很快,但从四肢出发的神经通路更长 |
| 光(闪光、颜色变化) | 180 – 200 ms | 信号离开眼睛之前,视网膜要先完成较慢的化学换能 |
| 声音和光同时出现 | 比任何单一刺激都快 | 大脑会整合两种信号(冗余信号效应) |
为什么耳朵比眼睛快
每一次反应都经过同一条链路:感觉器官检测到刺激,神经把信号传到大脑,大脑做出决定,运动指令再传到你的手指。无论你是听到还是看到信号,链路中运动的那一半都完全相同。几乎所有差距都在第一步。
在内耳中,声音会使微小的毛束弯曲,直接打开离子通道,这一转换只需 远不到一毫秒。在视网膜中,光必须先在感光细胞内触发一连串化学反应,信号才能开始传向大脑,这要花 数十毫秒。随后视觉信号还要穿过视网膜的多层细胞才能到达视觉皮层,所以皮层对声音的最初反应明显早于对闪光的最初反应。
这与努力或注意力无关。你无法训练视网膜更快地完成换能,这就是为什么无论是 初学者还是顶尖运动员 都存在这个差距。
研究发现了什么
从 19 世纪起,实验室研究中的听觉反应时间就一直快于视觉反应时间,现代研究也不断得出同样的方向。Shelton 和 Kumar(2010)对学生进行了两项测试,发现 听觉反应明显快于 视觉反应。Jain 等人(2015)以医学院一年级学生为对象,在不同性别和不同运动水平的人群中都观察到了同样的规律。
差距的具体大小取决于实验设置。昏暗的光会让视觉反应变慢,响亮的声音会让听觉反应变快,出现在视野边缘的刺激也比正前方的刺激慢。在所有感官中,更强的刺激都会带来更快的反应,所以使用明亮闪光和轻柔蜂鸣声的研究可能会缩小差距,而微弱的光则可能拉大差距。
| 因素 | 对差距的影响 |
|---|---|
| 刺激强度 | 更亮的光和更响的声音都会加快反应;微弱的视觉信号会拉大差距 |
| 光出现的位置 | 周边视野的闪光比中央的慢 |
| 预期 | 可预测的信号让你提前准备,两种反应时间都会缩短 |
| 年龄 | 两者都会随年龄变慢,但声音快于视觉的顺序不变 |
| 设备 | 在线测试时,显示延迟和音频输出延迟可能抹平甚至反转这个差距 |
为什么短跑用发令枪而不是灯光起跑
田径起跑使用声音,因为声音是最快的常见信号。World Athletics 把枪响后 0.100 秒以内 的任何反应都判为抢跑,这个阈值基于人类对声音真正能做出的最快反应。顶尖短跑运动员的反应时间通常在 0.12 到 0.18 秒左右。
赛车运动正好相反。F1 和直线加速赛都使用灯光,所以车手是通过较慢的视觉通道做出反应。这也是为什么 F1 起步反应时间 通常在 0.2 秒左右,以及能预判灯光节奏的车手能占到那么大优势。
驾驶同样依赖视觉:刹车灯、突然冲出的孩子、变成黄灯的信号灯。较慢的视觉通道再加上意外因素,真实道路上的刹车反应会拉长到 驾驶员研究中的 1.5 秒。
当视觉和听觉信号同时出现
如果同时给出一声蜂鸣和一次闪光,人的反应会 比任何单一信号都快。Miller(1982)证明,这种加速比两种感官简单“赛跑”所能带来的更大:大脑会先汇总两边的信息,再触发反应。
这就是为什么许多警报、游戏提示和汽车警告都会把声音和视觉信号配合使用。这也意味着,如果一个测试在屏幕变化时播放点击声,它测的就不再是纯粹的视觉反应时间。
如何比较你自己的视觉和听觉反应时间
用 标准反应时间测试 测视觉成绩,用 听觉反应时间测试 测听觉成绩。请在同一次练习中、使用同一台设备,并取多轮成绩的中位数,而不是你的单次最好成绩。
使用有线耳机或音箱。 蓝牙音频通常会增加 100 到 200 毫秒甚至更多的延迟,可能让你的听觉成绩看起来比视觉更慢。显示器同样有延迟:高刷新率的电竞显示器带来的延迟通常远小于电视或老旧笔记本屏幕。你真实的生理差距通常只有 30 到 50 毫秒,设备差异很容易把它掩盖。
如果在良好设备上听觉成绩仍然更慢,请检查音量,并在安静的房间里测试。想知道单个成绩处于什么水平,请看 怎样才算好的反应时间。
- 01Shelton, J., & Kumar, G. P. (2010). Comparison between auditory and visual simple reaction times. Neuroscience & Medicine, 1(1), 30-32. Shelton, J., & Kumar, G. P. (2010). Comparison between auditory and visual simple reaction times. Neuroscience & Medicine, 1(1), 30-32.
- 02Jain, A., Bansal, R., Kumar, A., & Singh, K. D. (2015). A comparative study of visual and auditory reaction times on the basis of gender and physical activity levels of medical first year students. International Journal of Applied and Basic Medical Research, 5(2), 124-127. Jain, A., Bansal, R., Kumar, A., & Singh, K. D. (2015). A comparative study of visual and auditory reaction times on the basis of gender and physical activity levels of medical first year students. International Journal of Applied and Basic Medical Research, 5(2), 124-127.
- 03Miller, J. (1982). Divided attention: Evidence for coactivation with redundant signals. Cognitive Psychology, 14(2), 247-279. Miller, J. (1982). Divided attention: Evidence for coactivation with redundant signals. Cognitive Psychology, 14(2), 247-279.