На крупных легкоатлетических стартах колодки спринтеров подключены к электронике, которая отмечает момент, когда бегун начал движение после выстрела. Если с выстрела прошло меньше 0,1 секунды, система объявляет фальстарт, хотя формально спортсмен сорвался уже после сигнала. Правило World Athletics опирается на простое соображение: человек не успевает услышать звук и обработать его быстрее. Кто тронулся раньше, тот угадал момент.

Похожая история разыгрывается в любом шутере, когда противник выглядывает из-за угла. Между появлением силуэта и щелчком мыши проходит время реакции, то есть интервал от сигнала до ответного движения. Его измеряют в лабораториях с середины XIX века, и за это время стало довольно понятно, из чего оно складывается и что его сдвигает.

Сигнал проходит три участка: восприятие, решение, движение

Начинается всё с органов чувств. В обзоре литературы Роберта Косински из Университета Клемсона, на который ссылается справочная база BioNumbers, приводятся такие оценки: звуковой сигнал добирается до мозга за 8–10 мс, зрительный за 20–40 мс. Отчасти поэтому на звук мы отвечаем быстрее. В том же обзоре средняя простая реакция на звук оценена в 140–160 мс, на свет в 180–200 мс.

Дальше мозг должен решить, что делать. В 1868 году нидерландский офтальмолог Франциск Дондерс опубликовал опыты, в которых простая реакция («нажми, как только увидишь») оказалась быстрее реакции с выбором. Вычитая одно время из другого, он пытался оценить длительность самой умственной операции. Позже психологи сформулировали закон Хика: время выбора растёт по логарифму от числа вариантов.

Игроку эта классификация знакома без всякой теории. Нажать кнопку, когда экран позеленел, значит выдать простую реакцию. Выстрелить, только если в проёме враг, а не союзник, уже задача типа «да или нет», в психологии её называют go/no-go. Выбрать одну цель из трёх и решить, чем по ней бить, означает реакцию выбора, и каждый лишний вариант добавляет времени.

Последним идёт движение: мозг отдаёт команду, мышцы сокращаются, палец давит на кнопку. В лабораторном тесте движение минимальное, рука уже лежит на клавише. В спорте всё иначе. Спринтеру нужно вытолкнуть из колодок всё тело, вратарю прыгнуть в угол, поэтому спортивная «реакция» и лабораторная измеряют немного разные вещи.

Часть миллисекунд принадлежит компьютеру

Когда реакцию измеряют на компьютере, к человеческой цепочке пристраивается техническая. NVIDIA в руководстве для киберспортсменов называет её системной задержкой: это время от нажатия кнопки мыши до появления пикселей на экране, и складывается оно из задержки периферии, самого компьютера и дисплея. В тесте на реакцию эта задержка работает с двух сторон. Монитор показывает сигнал с опозданием, мышь с опозданием сообщает о клике.

Частоту монитора легко перевести в миллисекунды. При 60 Гц новый кадр выходит раз в 16,7 мс, при 144 Гц раз в 6,9 мс, при 240 Гц раз в 4,2 мс. Если сигнал пришёлся на промежуток между кадрами, он ждёт следующего. С мышью арифметика похожая: при частоте опроса 125 Гц компьютер узнаёт о нажатии с шагом 8 мс, при 1000 Гц с шагом в одну миллисекунду. Сверху добавляется обработка в браузере или игре, и всё это попадает в итоговую цифру, хотя к нервной системе отношения не имеет.

Поэтому домашний замер честнее называть измерением связки «человек плюс компьютер». Проще всего провести его в браузере. Например, онлайн-тест реакции устроен по классической лабораторной схеме: красное поле, случайная пауза, зелёный сигнал, пять попыток, в зачёт идёт среднее. Случайная пауза нужна по той же причине, что и правило фальстарта, она не даёт угадать момент. А полученный результат имеет смысл сравнивать только с собственными прошлыми замерами на том же мониторе и той же мыши.

Одинаковые условия важны ещё и потому, что цифра чутко отзывается на состояние организма. Особенно заметно на неё давит недосып, причём сам человек этого почти не замечает. В эксперименте Ханса Ван Донгена и коллег (журнал Sleep, 2003) 48 здоровых взрослых две недели проводили в постели по 4, 6 или 8 часов в сутки. У тех, кому доставалось шесть часов и меньше, результаты когнитивных тестов к концу срока просели до уровня, сопоставимого с последствиями вплоть до двух ночей подряд без сна. Оценки собственной сонливости при этом почти не росли, и участники в основном не догадывались, насколько им стало хуже. Пожалуй, это самый неуютный результат во всей теме.

Кофеин тянет в обратную сторону, но в известных пределах. В обзоре Тома Маклеллана, Джона Колдуэлла и Харриса Либермана в журнале Neuroscience & Biobehavioral Reviews собраны данные о дозах от низких (около 40 мг) до умеренных (около 300 мг). В этом диапазоне улучшаются бодрость, внимание и скорость реакции, а на память и сложные решения кофеин действует куда менее стабильно.

Натренировать можно решение, а не сам сигнал

Если вернуться к трём участкам, видно, где тренировке есть что сокращать. На доставку сигнала до мозга рассчитывать сложно, это физиология органов чувств. Решение и подготовка движения устроены гибче: опыт уменьшает неопределённость, и мозгу приходится перебирать меньше вариантов.

Хорошо это видно в теннисе. Джексон и Моган (Journal of Motor Behavior, 2007) показывали теннисистам разного уровня видеозаписи подач и просили угадать направление. Опытные игроки опирались на подброс мяча и движение руки с ракеткой, то есть начинали решать задачу ещё до удара. Мяч для всех был один и тот же, сильные игроки просто извлекали из картинки больше и раньше.

С играми похожая картина. Мэттью Дай, Шон Грин и Дафна Бавелье в обзоре 2009 года (Current Directions in Psychological Science) описали, что любители динамичных экшен-игр отвечают в лабораторных задачах на скорость быстрее остальных и при этом не теряют в точности. Причём ускорение проявлялось в тестах, никак не связанных с их любимой игрой.

Возраст вносит свою поправку, и тоже неравномерно. Дер и Дири проанализировали данные 7130 взрослых из британского обследования Health and Lifestyle Survey (Psychology and Aging, 2006). Простая реакция почти не замедлялась примерно до 50 лет, а реакция выбора замедлялась на протяжении всей взрослой жизни. Тест с одной кнопкой эту разницу почти не покажет: выбирать в нём не из чего.