Вистежили центр фізики нашого мозку

Інтуїтивне розуміння фізики тісно пов'язане з напрямками планування дій

Будь то падаючі блоки чи літаючий куля - ми інтуїтивно розуміємо фізику, що стоїть за такими повсякденними явищами. © Університет Джона Хопкінса
читати вголос

Незалежно від того, падають блоки чи тече вода: ми розуміємо фізику, що стоїть за такими повсякденними явищами інтуїтивно. Тому що наш мозок має власний центр фізики - область, яка постійно оцінює фізичні правила нашого середовища, як виявили дослідники. Відповідно, цей фізичний центр знаходиться в руховій корі, тій частині кори головного мозку, яка контролює наші дії та рухи.

У нашому повсякденному житті ми постійно переживаємо події, які відповідають чітким фізичним законам. Підсвідомо ми визнаємо ефект сили тяжіння, збереження імпульсу чи балістики метання та інтуїтивно включаємо його у свої дії. Ці правила вже інтуїтивно зрозуміли немовлятам: вони щипають, коли предмет раптом падає замість пуху або коли вода поводиться як тверда речовина.

"У наших головах ми постійно робимо фізичні симуляції, щоб підготуватися до дії", - каже головний автор Джейсон Фішер з університету Джона Хопкінса. "Визнання цих фізичних правил - одна з найважливіших психічних здібностей для нашого виживання". Але як і де наш мозок робить ці інстинктивні розрахунки фізики, раніше не було відомо.

Мандрівні точки і розмахуючі вежі

Для того, щоб знайти центр фізики нашого мозку, Фішер та його колеги провели ряд експериментів. Вони показували волонтерам різні відеозаписи під час запису мозкової діяльності за допомогою функціональної магнітно-резонансної томографії (fMRI). На відео, учасники побачили дві рухомі точки, подальший шлях яких вони повинні передбачити.

В іншому відео було видно хиткі вежі з жовтих та синіх дерев'яних блоків. Тепер суб'єкти повинні або здогадуватися, куди потраплять блоки, коли вежа обвалиться, або здогадуватися, чи є більше жовтих або синіх блоків у вежі. Хоча друге питання в першу чергу активізувало зорове сприйняття, перше було спрямоване на інтуїцію фізики - і тому довелося активувати фізичний центр у мозку. дисплей

Куди падають Kl tzchen? Коли ми думаємо про це, фізичний центр стає активним у нашому мозку ». Університет Джона Хопкінса

Розрахунок фізики в руховій корі

Насправді, кожного разу, коли суб'єктам підсвідомо доводилося включати фізичні закони, інші сфери ставали активнішими у їхньому мозку, ніж у чисто зорових завданнях. І чим більше фізика ховалася за завданням, тим інтенсивніше ці області мозку стріляли по предметах.

Як з'ясували дослідники, ці "області фізики" лежать у пр. Двигунній та руховій області кори головного мозку. Ці області мозку відповідають за планування наших рухів, але також обробляють інформацію про рух і положення інших тіл у кімнаті. Відповідно, фізичний центр нашого мозку розташований у регіоні, відповідальному за нашу рухову взаємодію із зовнішнім світом - фізична інтуїція та планування дій тісно пов'язані.

Центр фізики нашого мозку (жовто-оранжевий) розташований у моторній та протороїдній корі Джейсон Фішер / JHU

Походження в ранньому дитинстві

"Ми вважаємо, що це так, тому що діти вивчають фізичні моделі світу, коли вони вправляють моторику під час поводження з предметами, вони вчаться поводитися". каже Фішер. Наприклад, коли дитина до чогось тягнеться, його мозок повинен навчитися і передбачити, наскільки важким може бути цей предмет, скільки сили доторкнутися і підняти.

Більше фізики потрібно при навчанні: скільки поштовхів вперед потрібно, скільки занадто багато і призводить до падіння? Усі ці несвідомі обчислення керують нашим фізичним центром у мозку з дитинства і з часом формують наше інтуїтивне розуміння фізики у повсякденному житті. "Ми постійно робимо фізичні висновки, навіть якщо свідомо не думаємо про це", - каже Фішер.

Як пояснюють дослідники, знання цього фізичного центру не тільки виявляє, як і де наш мозок визнає такі закони, але також може допомогти розкрити приховані недоліки у людей, через які рухається моторна кора. Пошкоджено нещасний випадок або хворобу. Водночас принципи навчання та роботи нашого вбудованого фізичного модуля можуть допомогти роботам краще зрозуміти своє оточення. (Праці Національної академії наук (PNAS), 2016; doi: 10.1073 / pnas.1610344113)

(Університет Джона Хопкінса, 09.08.2016 - НКО)